EP1290383A2 - Concentrating solar energy system - Google Patents

Concentrating solar energy system

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EP1290383A2
EP1290383A2 EP01960228A EP01960228A EP1290383A2 EP 1290383 A2 EP1290383 A2 EP 1290383A2 EP 01960228 A EP01960228 A EP 01960228A EP 01960228 A EP01960228 A EP 01960228A EP 1290383 A2 EP1290383 A2 EP 1290383A2
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EP
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parabolic mirror
solar energy
energy system
concentrating solar
base frame
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Andreas Nöhrig
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    • Y02E10/47Mountings or tracking

Definitions

  • the present invention relates to a concentrating solar energy system with a reflector realized as a biaxial tracking parabolic mirror, which is carried by a base frame arranged in a supporting plane and with a receiver arranged in operation in, before or after the focal point of the parabolic mirror, the parabolic mirror also being around an axis arranged at least substantially perpendicular to the supporting plane is rotatable.
  • a reflector realized as a biaxial tracking parabolic mirror, which is carried by a base frame arranged in a supporting plane and with a receiver arranged in operation in, before or after the focal point of the parabolic mirror, the parabolic mirror also being around an axis arranged at least substantially perpendicular to the supporting plane is rotatable.
  • the solar energy systems that have been implemented so far can be roughly divided into three groups: photovoltaic systems that generate electricity directly from sunlight, solar collectors that take heat from the surface of the surface, and concentrating solar energy systems that bundle sunlight strongly and can generate high-temperature energy in a receiver.
  • the concentrating solar energy systems are characterized physically by the fact that the energy can be used on several levels. This enables efficiencies of over 70% to be achieved. For example, if heat of 600 ° C is generated, it can be used in the range of 600 ° C - 100 ° C to generate electricity. The resulting waste heat can then be used in the form of water at around 90 ° C.
  • concentrating systems have the disadvantage that they have to track the sun, which can be very expensive in the case of large areas.
  • energy systems solar tower power plants in which the sun is tracked with the help of heliostats, parabolic trough systems that only have to track the sun vertically and biaxial tracked parabolic reflectors.
  • Full parabloid is a partial parabloid for use that extends about 240 ° around the axis of symmetry of the parabloid.
  • vertical tracking takes place around a swivel axis that is fixed to the base frame is arranged and that at a significant height above the base frame.
  • the sensitive reflector surface cannot be easily protected against environmental influences such as precipitation. This results in a considerable cleaning effort, which also leads to increased wear on the reflector surface.
  • Soft, inexpensive materials such as mirrored plastic foils cannot be used for the reflector layer. The mirror would go blind early.
  • the present invention has the object to construct a biaxially tracking, concentrating solar energy system so that with much less effort than before, a higher stability of the arrangement is achieved that the parabolic mirror in the absence of solar radiation in a rest position can be brought, in which the system offers only small areas of attack for wind, is absolutely storm-proof and the reflection layer is protected from precipitation. Furthermore, the system should be able to be installed on the flat roof of a building and even be able to replace the roof, ie be able to take over the function of the roof.
  • the parabolic mirror has an operating lower edge, which is at least substantially adjacent to the supporting plane and is either straight or slightly curved in plan view, and that the parabolic mirror is in the area its lower edge and at least substantially parallel to the supporting plane and linearly movable over the base frame pivot axis up and down is pivotable.
  • the parabolic mirror is provided with a lower edge during operation, which in plan view either runs straight or is slightly curved, enables the pivot axis of the parabolic mirror to be arranged in the region of this lower edge and therefore in the immediate vicinity of the supporting plane or the base frame, so that the pivot axis, for example, only has to be arranged a little above the floor and the center of gravity of the parabolic mirror is always only just as high as is necessary above the floor.
  • the mechanical Requirements for supporting the parabolic mirror are significantly lower than in the known arrangement, as a result of which the entire structure is simpler and easier to implement.
  • the base frame can be used for direct support of the swivel axis, so to speak, and it is no longer necessary to produce a huge frame construction in three dimensions in order to support the biaxially adjusted parabolic mirror.
  • the parabolic mirror now presents itself as a halved parabolic mirror, i.e. as a semi-paraboloid that extends around 180 ° around the axis of symmetry, this means no loss of the effective surface of the parabolic mirror, because the length of the lower edge of the parabolic mirror and thus its effective Area can be easily increased without making the construction much heavier.
  • the invention offers significant advantages with the same surface area as the parabolic mirror known per se.
  • the pivot axis of the parabolic mirror is moved over the base frame with the aid of a linear drive (actuator), in order to thereby generate the upward and downward pivoting movement of the parabolic mirror.
  • the parabolic mirror For vertical sun tracking by changing the position of the parabolic mirror combined with the swiveling movement, the parabolic mirror is only ever raised as high as is necessary for this purpose, which in turn increases stability, i.e. the focus always remains in a low position.
  • the parabolic mirror can be swung down so far that it is used as a roof and the reflecting surface faces downward and is therefore protected against environmental influences, such as precipitation, etc.
  • the parabolic mirror and the solar energy system itself are positioned in such a way that there are only small areas of attack for wind and the system is absolutely storm-proof.
  • the parabolic mirror can be swung down relative to the base frame so far that it is on the supporting base or on the foundation, a surface or a wall adapted to the outline of the parabolic mirror is tight or flush.
  • the parabolic mirror can then be attached to the supporting base with simple means, so that it is attached absolutely storm-proof.
  • An elongated support structure preferably extends along the lower edge of the parabolic mirror, which both stiffens the parabolic mirror and supports the pivot axis.
  • the swivel axis on the parabolic mirror and the parabolic mirror itself can be built even more easily, since the supporting structure contributes to its stiffening.
  • the base frame can be rotated on a circular path by means of rollers or wheels.
  • the castors or wheels are attached to the base frame itself. This track can be formed on the floor or on a foundation or on walls. Alternatively, rollers or wheels can be arranged at discrete locations along the circular path and supported on the floor or on a foundation.
  • the base frame would comprise a circular ring that can run around on the rollers or wheels. If the wheels or castors are attached to the base frame and there is a level, solid base available, for example the concrete ceiling of the top floor of a house or a flat roof, this base forms the circular path. The wheels can then sit directly on this surface.
  • Such constructions can be realized inexpensively and the inherent strength of the floor or of foundations and walls enables one solid support of the parabolic mirror. It should be stated at this point that although the base frame or the track will usually be arranged horizontally, it is also possible without further ado to mount the base frame or the track parallel to the ground on an inclined plot of land or on a slope to support the corresponding inclined wall, for example in the event that a higher inclination of the roof should be desired for some reason in the swung-down state. With such an inclined position of the base frame, one only has to take appropriate measures to ensure that the base frame is secured against slipping.
  • the base frame is arranged inclined to a horizontal plane, with the base frame in the region of the pivot axis, i.e. in the swiveled-up state of the parabolic mirror. front, higher than rear, i.e. in the field of
  • Swivel axis when swiveled down can include can be achieved in that the wheels, which in the swung-up state of the parabolic mirror in the region of the swivel axis, i.e. are arranged at the front of the base frame, have a larger diameter than the wheels, which in the swiveled-down state of the parabolic mirror in the region of the swivel axis, i.e. are arranged at the rear of the base frame.
  • the parabolic mirror can be swiveled up and down about a lower swivel axis arranged in the region of the support plane or at a distance above or below it, the swivel axis being in a plane parallel to the support plane or in the supporting plane is arranged displaceably and the displacement of the pivot axis leads to or contributes to the corresponding pivoting movement of the parabolic mirror.
  • the parabolic mirror can be pivoted up and down about a pivot axis supported by the base frame and the pivot axis can be displaced in a plane parallel to the supporting plane for carrying out the corresponding pivoting movement.
  • the displacement of the swivel axis in order to swing the parabolic mirror up or down has the decisive advantage that the center of gravity of the parabolic mirror can always be arranged above the base frame and preferably always in the area of the vertical axis of rotation, so that a very stable one Arrangement results and the construction of the base frame does not have to be carried out excessively heavy to take into account a changing position of the center of gravity, since the center of gravity remains in or approximately in a constant position.
  • the linkage arrangement can consist of at least one steering arm which at one end in the central region of the pair Rabolador is pivotally articulated on the back and at the other end on a base which is carried by the base frame and arranged behind the parabolic mirror.
  • the base can be clearly above the base frame, for example at a height which is slightly above the maximum height of the parabolic mirror when swung down.
  • the steering arm can be designed in a straight line, as a result of which it can be implemented inexpensively and with low weight.
  • this is not absolutely necessary and it can also be advantageous to arrange the base lower or even below the base frame, as will be explained in more detail later.
  • Two or more steering arms are preferably provided, which are pivotably articulated at respective points on the rear of the parabolic mirror and at respective support points.
  • the use of at least two such steering arms leads to a stable construction which counteracts the inclination of the parabolic mirror to deformation and thus also contributes to a lightweight construction.
  • a recess is preferably provided in the parabolic mirror, which extends from the intersection of the curvature of the parabolic mirror with the supporting structure of the parabolic mirror to an imaginary line between the pivot axis of the parabolic mirror and the articulation axis of the respective steering arm on the parabolic mirror or one parallel line is sufficient.
  • the recesses allow the support point to be moved downward from each steering arm, since the recess can accommodate the steering arm, which makes it possible to swing the parabolic mirror up so far that the horizontal position is reached.
  • the lower edge of the parabolic mirror during operation has cutouts in the area of the base frame. This prevents the parabolic mirror from abutting the base frame in the pivoted-open state and allowing a greater pivoting movement of the parabolic mirror.
  • the steering arm or the steering arms can be pivoted at one end in the central region of the parabolic mirror on its reflecting inside and at the other end on a base which is supported by the base frame and in pivoted-down state of the parabolic mirror is adjacent to the position assumed by the upper edge of the parabolic mirror in the pivoted-up state.
  • two or more steering arms are preferably provided, which are pivotably articulated at respective points on the inside of the parabolic mirror and at the respective support point on the base frame.
  • This arrangement of the steering arm or the steering arms on the inside of the parabolic mirror leads to the advantage that the entire mechanism is arranged below the parabolic mirror in the pivoted-down state and is thus protected in this rest position. It makes sense to introduce a special resting position since the system only has to be active when the weather is nice, i.e. sunshine. There is no sun shining during rainfall and storms, which is why the system could also serve as a roof, since a firm roof is only needed in relation to the weather when the sun is not shining.
  • An actuator driven by a drive motor is preferably provided for moving the pivot axis on the base frame.
  • the actuator can be a threaded spindle mounted on the base frame, which is located in a corresponding thread or in a corresponding threaded nut or in a push block that belongs to the structure supporting the pivot axis.
  • a thrust block is preferably provided for each pivot bearing on the pivot axis.
  • a threaded spindle is thus assigned to each pivot bearing of the pivot axis and engages in the area of the thrust block of the parabolic mirror or on the supporting structure of the parabolic mirror. If several threaded spindles are provided, they must be driven synchronously, which can be done, for example, by means of a chain drive that drives both spindles at the same time.
  • the thrust blocks can be firmly connected to one another and the actuator or the actuators can be connected to the compound in such a way that the driving forces are at least essentially are evenly distributed over the push blocks.
  • the actuator can be a chain drive, the chain of which is two
  • the base frame of the pivoted sprockets runs and is attached to the parabolic mirror at one point in the area of the pivot axis.
  • a chain drive can be assigned to each pivot bearing of the pivot axis and the chain drives can be driven synchronously, for example by driving the drive sprockets via a common shaft.
  • the actuator can also be implemented differently.
  • the actuator can be a hydraulic drive or a toothed rack, toothed belt or chain can be attached to the base frame and mesh with a driven pinion that is attached to the thrust block or to each thrust block.
  • revolving cable pulls are also possible, which are preferably designed with at least two rollers so that one end of the cable is wound up and the other end is unwound at the same time.
  • Shear blocks guide devices are provided which are guided on guide rods or rails on the base frame.
  • the actuator is preferably designed so that the mirror remains in a controlled position.
  • the actuator is designed so that it is not reversible, ie in such a way that the motor can drive the parabolic mirror, forces which are exerted on the parabolic mirror but cannot lead to an adjustment thereof.
  • the drive motor acts as a brake or has a brake in order to hold the actuator in the position it is approaching. Is preferred for Fixing the thrust blocks used the self-hold, which can be reached, for example, in a worm gear.
  • a spring or a plurality of springs for example in the form of a rubber cable or a plurality of rubber cables, is or are provided in order to support the actuating force of the motor provided for pivoting the parabolic mirror or of the motors provided for pivoting the parabolic mirror.
  • the actuating force to be supplied by the motor or motors can be reduced, so that the motor or motors and the entire construction can be built more easily.
  • a conventional garage door drive can advantageously be used for the pivoting movement of the parabolic mirror, as a result of which the actuator can be implemented at low cost.
  • the receiver is carried on one end of a support arm, the other end of which is articulated in the region of the lower edge of the parabolic mirror, preferably on the support structure mentioned, and can also be pivoted open when the parabolic mirror is swung up.
  • the receiver can be swiveled up simply by placing the support arm on the support structure mentioned. This means that no separate control device is required for the receiver.
  • This arrangement also has the advantage that the receiver is always covered and protected by the parabolic mirror when it is swung down. With heavy receivers, a rope can be stretched between the receiver and the inside of the mirror so that the high lifting forces are absorbed.
  • one or more springs for example in the form of a rubber cord or a plurality of rubber ropes, which from Receiver runs to the front part of the base frame and is or are tensioned when the parabolic mirror is pivoted up. This creates a torque on the parabolic mirror.
  • This has the advantage that the springs or rubber cables, when the parabolic mirror is opened to the maximum, absorb a large part of the holding forces and the actuators are supported when the parabolic mirror is swung down. Especially for the movement of the parabolic game from the maximally swung-up state into a further swung-down state, a relatively large actuating force is required, which now only has to be generated in part by the actuator due to the spring force.
  • the receiver and the steering arms are held in their desired position when the parabolic mirror is open.
  • one or more springs for example in the form of a rubber rope or a plurality of rubber ropes, which run or run from the front of the base frame to a support structure for the parabolic mirror arranged in the region of the lower edge of the parabolic mirror during operation swung down state of the parabolic mirror is or are tensioned.
  • These springs which are no longer tensioned when the parabolic mirror is swung up, deliver a force during the initial swiveling up movement of the parabolic mirror, which supports the actuator and also reduces the maximum required force with the advantages mentioned above.
  • the external shape of the parabolic mirror is not critical. In plan view, this can be approximately semicircular, rectangular or rectangular be rounded corners, in the latter case in particular the corners facing away from the lower edge are rounded. A slight curvature of the lower edge seen in plan view is limited in its extent by the ground clearance in the area of the base frame. It is particularly preferred if the parabolic mirror has a shape that results from the cutting curve between a semi-parabolic rotating body and a plane that is transverse to the axis of rotation of the rotating body. This construction ensures that the parabolic mirror has the smallest possible depth.
  • a liquid metal for example zinc
  • Molten salts, thermal oil, water or a hot gas engine can also be used directly.
  • the solar radiation energy could be concentrated directly on a storage located in or on the center of the base frame.
  • Zinc could be a particularly good storage medium here, since it melts at 420 ° C and absorbs 111 kJ / kg during a phase change.
  • Solar cells can also be attached to the focal point for direct power generation.
  • Figure 1 is a plan view of an inventive concentrating
  • Figure 2 is a view of the concentrating solar energy system according to the invention of Figure 1 seen in the direction of arrow II of Figure 1, i.e. seen from behind.
  • FIG. 3 shows a side view of the solar energy system according to the invention from FIG. 2 seen in the direction of arrow III,
  • FIG. 4 shows a front view of the solar energy system according to the invention according to FIGS. 1 to 3 in the pivoted-up state
  • FIGS. 6A-6C show a sketch series similar to the sketch series 5A-5E, but for a further particularly preferred embodiment variant of the solar energy system according to the invention.
  • FIGS. 7 and 8 show two further examples of a parabolic mirror according to the invention with built-in stiffening triangular frames
  • FIGS. 9A and 9B drawings corresponding to FIGS. 5A and 5D to explain a further variant of the solar energy system according to the invention
  • FIGS. 10A and 10B drawings corresponding to drawings 6A and 6C to explain a further variant of the solar energy system
  • FIGS. 13B and 13C showing views of the segment of FIG. 13A corresponding to the arrows 13B and 13C
  • FIG. 13D shows a technical possibility according to the invention for producing a parabolic mirror from individual segments consisting of extruded foam
  • FIG. 13E which corresponds to the illustration in FIG. 13C, but with the connecting element in accordance with FIG. 13D, FIG. 13, which is also made of extruded polystyrene or polyurethane foam and can optionally be cut out of the segment according to FIG. 13A
  • FIG. 13F shows a plan view of a segment similar to FIG. 13A, but with connecting elements according to the invention according to FIG. 13D
  • FIG. 13G shows a representation corresponding to the lower right sector 142 according to FIG. 12B
  • FIG. 13H shows the connection of two smaller segments. speaking to each other the section plane 13H-13H according to FIG. 13G,
  • FIG. 14 shows a plan view of an arrangement according to the invention similar to FIG. 1, but without a parabolic mirror and the steering linkage connected therewith, in order to illustrate a possibility of horizontal tracking
  • FIGS. 15A to 15C are drawings which show a drive according to the invention which can be used for the vertical tracking of the parabolic mirror according to the invention, FIG. 15B showing a sectional drawing corresponding to the sectional plane 15B-15B in FIG. 15A and FIG. 15C a plan view of FIG. 15A in the direction of arrow 15C,
  • FIG. 16 shows a plan view corresponding to FIG. 15C, but of a further arrangement according to the invention for the vertical adjustment of the parabolic mirror, and
  • FIG. 1 first shows a top view of the back of a parabolic mirror 10 according to the invention in the swung-down state. From this representation, one can see the lower edge 12 of the parabolic mirror, which appears straight in plan view in operation, and its substantially semicircular shape.
  • the parabolic mirror 10 is attached to a base frame 14 in a manner still to be explained, the base frame consisting of two side members 16 and 18, which are supplemented by means of cross members 20 and 22 to form an approximately square frame, two diagonal struts 24 and 26 being necessary Ensure the stability of the base frame.
  • the parabolic mirror 10 has a relatively flat, curved shape in the swung-down state and in front view, the maximum depth of which is indicated by T in the middle.
  • the length of the lower edge 12 of the mirror can be approximately 8 m, for example, so that the radial height of the mirror is approximately 4 m and the maximum depth T according to FIG. 2 is approximately 100 cm. It is readily apparent from Figure 2 that the overall construction has a very low overall height when swung down and that the base frame can be built correspondingly low.
  • the side view according to FIG. 3 also shows that a support structure 34 adjoins the lower edge 12 of the parabolic mirror and through the connection of the parabolic mirror along the entire length of the support structure 34, ie along the entire curved surface in FIG Figure 2, the parabolic mirror is stiffened accordingly by this support structure 34. Ie the open area of the paraboloid is closed by 34 in the third dimension and thus stiffened considerably. For high stability requirements, spoke-like struts or cable bracing can be used.
  • the support structure or stiffener 34 also serves for the pivotable suspension of the parabolic mirror about the pivot axis 36, which is defined by pins which are mounted or mounted in tabs 38 attached to the support structure and in push blocks 40 which are displaceably guided on the base frame 14.
  • two thrust blocks 40 are provided in this example, each of which is arranged in one of the longitudinal beams 16 or 18 realized as a U-shaped rail and for pivoting up or downward pivoting of the parabolic mirror about the pivot axis 36 along the respective one U-shaped rails 16, 18 are displaceable, as is readily apparent from FIGS. 5A-5E.
  • a steering arm 42 which is pivoted at one end, the left end 44 in Figure 3, pivotable about the articulation axis 46 on the back of the parabolic mirror in its central region and at its other, in Figure 3 right end 48 is articulated at a base 50 about a further pivot axis 52.
  • the support point 50 is formed by a support post 54 which is fastened to the base frame 14 and is stiffened by a corresponding strut 56.
  • the base in Figure 3, ie the position of the pivot axis 52, is preferably not necessarily above the base frame. It is important that the point 46 in FIG. 3 in the opened state (see FIGS. 5B to 5E) always have to remain above the line between 52 and 36 in FIG.
  • Each support arm 58 is pivotally articulated at one end on the parabolic mirror 10, specifically at an articulation axis 60 in the region of the transition between the lower edge 12 and the support structure 34 and is connected at its other end to a receiver 62 which, in the pivoted-up state of the Parabolic mirror according to Figure 4 is located in the focal point of the parabolic mirror.
  • Thrust block 40 provided in the direction of arrow 70, whereby the parabolic mirror 10 is forced, due to the linkage arrangement 42, to pivot upward in the arrow direction 72 about the pivot axis 36 of the thrust block 40 in the clockwise direction.
  • the receiver 62 remains on the base frame (on the cross member 20) since the support arms 58 pivot about the pivot axis 60, but is pushed forward with the pivot axis 60.
  • a guide rail can also be attached to the base frame for the support of the receiver and rollers of the sliding blocks on the receiver.
  • FIG. 5D and then FIG. 5E which represents the maximum pivoting angle of the parabolic mirror 10.
  • This pivoting movement about the pivot axis 36 is the vertical tracking of the parabolic mirror, which is necessary to the respective follow the height of the sun so that the maximum sun intensity is received and concentrated on the focal point receiver 62.
  • a wall or support surface can be built according to the shape of the paraboloid so that the paraboloid lies directly, flat and completely sealing. Closures can also be attached to this wall that permanently connect the paraboloid to it, so that the roof is absolutely tight (up to airtightness!) And storm-proof.
  • the paraboloid is thus also against pressure from above, e.g. secured in case of snow load. Dome effect!
  • the roof in the form of the swung-down parabolic mirror 10 could also be the roof of a house or a roof area of a house. Otherwise, the mirror in the swung-down state can also be used to illuminate the covered area, because it is only necessary to arrange a single light source in the region of the focal point of the mirror, ie somewhat below reference number 30 in FIG. 3, in order to use the parabolic mirror to Illuminate the room relatively evenly.
  • the floodlights which are now very inexpensive, would be ideal for this.
  • FIGS. 6A-6C now show an alternative embodiment in which both the thrust blocks 40 and the steering arms 42 in the swiveled-down state of the parabolic mirror 10 according to FIG. 6A are accommodated completely below the parabolic mirror and are therefore optimally protected.
  • This embodiment is superior to the first in almost every respect and is therefore preferred in practice.
  • This construction is unbeatable as a house roof.
  • a rectangular house can also be covered with two smaller systems, which will be described later with reference to FIG. 11E.
  • the unfavorable leverage in the two extreme positions can easily be compensated for with a vertical rod and an additional cable.
  • the vertical rod would have to be arranged in the region of the rounded edge of the parabolic mirror in FIG. 1 and fastened to the base frame.
  • the rope would have to be designed so that it extends from a deflection roller at the top of the rod approximately perpendicularly downwards to the center of the front edge of the parabolic mirror.
  • the parabolic mirror can then be next be lifted from the closed position until the leverage ratios become more favorable.
  • the rope In the extremely inclined position according to FIG. 5E, the rope can be pulled again to support the closing movement.
  • the rope can become slack between the two positions or only remain slightly pretensioned.
  • the rod could also be used as a support for a high-altitude liquid storage with gravity circulation.
  • the steering arms 42 are at one end on the inside of the parabolic mirror 10 at 46 and at the other End pivoted at 52 on the base frame 14.
  • the thrust blocks 40 are now on the "inner" side of the support structure 34.
  • the openings 128 shown in FIG. 1 II must be provided in the support structure 34, since when the paraboloid 10 is pivoted open, the thrust blocks 40 pass through the support structure 34 move through, ie on the left side of this support structure in Figure 6A.
  • the receiver 62 is carried by two A-shaped support arms 58, which are pivotably articulated on respective articulation axes 60 in the area of the lower edge 12 of the parabolic mirror during operation and its connection to the support structure 34.
  • the position of the individual suspension points must meet the following criteria in order to enable opening and closing.
  • the distance between Fig. 3:46 and Fig. 3:36 must always be shorter than the distance between Fig. 3:46 and the base of the strut Fig. 3: 50 on the base frame.
  • the distance between FIG. 6B: 46 and FIG. 6B: 36 must always be shorter than the connection between FIG. 6B: 46 and the point FIG. 6B: 52.
  • the steering arms 42 are slightly curved, but this is not absolutely necessary.
  • the parabolic mirror is set up by moving the push blocks 40 to the left or to the right, depending on whether the mirror is to be pivoted up or pivoted down.
  • a semicircular, self-supporting reflector paraboloid 10 is suspended in one or more points 52 and in one or more further points 36 in such a way that a movement of the push blocks 40 carrying the points 36 (same number as the fastening points 36) along one through the Carrier of the base frame formed guide causes the scissors-like opening of the reflector 10.
  • the thrust blocks 40 can be driven either individually or in combination.
  • the drive can be arbitrary. Specifically, however, through a threaded rod that runs parallel to the rail 16 or 18, with a in the push block 40 Thread is attached and the movement is carried out by turning the threaded rod.
  • the drive can also be achieved by a rack, toothed belt or chain, which is attached parallel to the rail 16 or 18 and a driven pinion, which is attached to the thrust block 40.
  • the attachment points 52 and / or the attachment points 60 are located within the reflector paraboloid. This results in a particularly compact structure. The entire mechanism can be attached below the paraboloid and is protected in the rest position.
  • the attachment of the receiver 62 can also be solved particularly simply in these systems. All it takes is the movable suspension in the inner corner of the paraboloid 10. When opening the system, the receiver simply grinds along the floor or along a simple slat until it is lifted from the lower edge of the paraboloid and is automatically in the focus of the paraboloid.
  • FIGS. 7 and 8 each show a triangular strut 80 which serves to stiffen the parabolic mirror 10, the triangular strut in FIG. 7 being designed to be used with an embodiment according to FIGS. 1 and 5, while in FIG. 8 the strut is attached to the Version is adapted according to Figure 6.
  • the three tips of the triangle 82, 84 and 86 come to lie at locations that correspond to the respective pivot axes 46, 60 or 36 are arranged adjacent.
  • the triangular struts are preferably fastened to the brackets or blocks 38, 88 and 90 which accommodate the pivot axes 36, 60 and 46 and are also bonded or fastened to the parabolic mirror 10 or to the corresponding support structure 34.
  • the positions of the pivot axes 36, 46 and 60 in relation to one another are clearly defined by the triangular struts.
  • FIGS. 9A and B show an arrangement according to the invention which essentially corresponds to the arrangement according to FIGS. 1 to 5, which is why the same reference numerals are used for the same components and the previous description also applies to the corresponding parts.
  • the design of the receiver 62 which now consists of two parts, namely a mirror 100 which is located in front of, in or behind the focal point of the parabolic mirror and a collector 102 which receives the rays reflected by the mirror 100 and therefore forms the actual receiver, which was arranged directly in the focal point of the parabolic mirror in the previous embodiment.
  • the mirror 100 can also be a parabolic mirror or a spherically curved mirror.
  • the collector 102 is arranged on the axis of rotation 32 of the base frame 14, so that it always has the same orientation to the mirror 100 and rotates about the axis 32 with the base frame. This applies regardless of the position of the parabolic mirror. The angular position of the mirror 100 must be selected accordingly for this purpose or automatically changed with the vertical sun tracking so that the same point is always irradiated on the receiver.
  • the arrangement of the Steering arms 42 in FIGS. 9A and 9B are implemented somewhat differently than in FIGS. 1 to 5.
  • FIG. 9A A particular advantage of this embodiment can be seen from FIG. 9A, namely that both the mirror 62 and the collector 102 are completely covered by the parabolic mirror 10 pivoted downwards, i.e. is protected.
  • the reflector 100 is arranged behind the focal point of the parabolic mirror below the arms 58, since it then does not stand in the way of the rays incident on the parabolic mirror and the efficiency is thereby higher.
  • the reflector must then concentrate or distribute the rays coming from the parabolic mirror sufficiently over the collector.
  • Receiver 62 can advantageously be located behind the focal point below arms 58 for the same reason, i.e. if only one collector and no reflector is used.
  • the receiver can then advantageously be pivoted on the arms and be designed such that it is folded in or out during this movement into the closed position (FIG. 5A), resulting in a very compact arrangement.
  • FIGS. 10A and 10B show a further arrangement according to the invention, which is very similar to the arrangement according to FIG. 9A and 9B has, however, been implemented in accordance with the specific design of FIG. 6, ie that in this embodiment the steering arms 42 are located within the parabolic mirror. Since the receiver arrangement 62 in the FIG. 10 embodiment is identical to that in FIGS. 9A and 9B, a further explanation is not necessary; instead, the description of FIGS. 9A and 9B applies to the embodiment in accordance with FIGS. 10A and 10B.
  • FIGS 11A to 11 J serve to explain the selection of the shape of the paraboloid.
  • Incoming parallel rays 108 i.e. the rays that come from the sun and can be viewed as parallel rays 108 due to the distance of the sun are always directed to the focal point 110 of the parabolic mirror 10.
  • Figure 11B shows that the central area of the parabolic mirror, i.e. where the parallel light rays 108 are at least substantially perpendicular to the surface area 112 of the parabolic mirror 10, a more effective area is compared to an outer area 114 of the same dimension where the incoming parallel rays 108 are at a significant angle on the surface of the mirror fall.
  • a geometrically given loss there is a geometrically given loss.
  • the amount of energy in the two groups of light rays 108 is the same. With the rays 108 that fall on the central region 112 of the parabolic mirror, energy is received in a region that is one
  • Width of any 30 units This requires an area of the parabolic mirror that also extends over a width of approximately 30 arbitrary units.
  • the corresponding area of the parabolic mirror must, however, have a width of approximately 41.80 units. have ten.
  • more reflector surface area 114 is required than in area 112 to effectively reflect the same amount of incident light. It is therefore more economical to select a central region of the parabolic mirror for the purpose of the invention than a region which is further out, where the rays fall obliquely onto the mirror surface.
  • FIG. 1 IC shows, for example, how a parabolic mirror 10 with the shape shown in the previous figures can be formed from the central region of the parabolic mirror according to FIGS. 11A and 1 IB. It is particularly advantageous if the focal point 110 lies approximately in the horizontal plane 111 in FIG. 1 IC and is aligned with the lower edge 12, namely because the receiver can then be arranged in a favorable position.
  • FIG. HD makes it clear that the parabolic mirror does not necessarily have to be realized as a continuous paraboloid, but that several segments, ie mirror facets 10A to 101, can be put together in order to produce an effective parabolic mirror.
  • FIG. HD also shows the use of a receiver 62, consisting of a mirror 100 and a collector 102 in accordance with the embodiments of FIGS. 9A, 9B and 10A, 10B, and also shows how, in this example, the reflector 100 can have a flat mirror surface and above can also be arranged within the focal point 110 of the parabolic mirror realized by the segments 10A to 10E.
  • the figure HE shows how a parabolic mirror with an approximately rectangular shape can be imaged on the central area of a paraboloid of revolution. That the two hatched, approximately D-shaped areas above and below the central area 112 are "cut away", i.e. actually not made at all.
  • the dashed line 118 indicates a further possibility of dividing the central region 112 into two halves A and B, which can then be used for the purpose of the invention, if appropriate also arranged adjacent to one another.
  • the figure HF shows a further possibility of obtaining a parabolic mirror which is approximately rectangular in plan view.
  • the areas 120 with hatching are not used, but only the non-hatched area 10 below the center line 122, the lower edge 124 of the parabolic mirror 10, which is curved in FIG. HF, can be cut differently if desired, for example in accordance with the dashed line 124 ' .
  • the upper half of the parabolic mirror according to Figure HF i.e. the semicircular area above the center line 122 is normally not realized either, but merely serves to illustrate how a parabolic mirror 10 can be selected in relation to a parabolic mirror with a circular circumference.
  • FIG. HG shows that the area above line 122 could in principle also be used as a parabolic mirror
  • FIG. 11 H showing a view in the direction of arrow 126, which in practice is filled with the support structure 34
  • the figure 1 II shows how cutouts 128 in FIG Support structure 34 are possible, for example in order to arrange the parabolic mirror lower than in FIG. 3, so that the bars 16 and 18 are at least partially received in the cutouts 128.
  • Such cutouts 128 can also be useful in order to enable a pronounced pivoting movement of the parabolic mirror about the pivot axis 36 without there being any contact between the parabolic mirror and the thrust blocks 40 or bars 16, 18.
  • FIG. 11J shows how the conditions for the curvature of the mirror can be selected most favorably.
  • the focal length of the parabolic mirror is equal to the radius r of the parabolic mirror. This design is very advantageous because it ensures that the receiver 62 and possibly the steering arms 42 are also covered in the pivoted-down state and that the curvature of the entire central region is not too strong.
  • FIGS. 12A to 12D show how the parabolic mirror can be composed of individual elements or segments.
  • the parabolic mirror is semicircular in plan view.
  • the outer outline of the para bolspiegel can actually be chosen arbitrarily, for example according to the different examples of Figures 11E, 11F and HG.
  • FIG. 12A first shows that the parabolic mirror 10 can be composed of five sector-shaped areas 142 “large segments” arranged one next to the other.
  • Each segment 142 can consist of one piece or it can, for example, itself be composed of five individual pieces 144, as is shown for the bottom segment on the left-hand side of FIG. 12A.
  • the left edge of the segment 140 on the left side can either be curved, as indicated at 146, or straight, as shown at 148.
  • the individual pieces 144 can also be subdivided further and assembled from the different segments 150, which are shown on the right-hand side of FIG. 12A. Other subdivisions are also possible, as indicated by the lines 152 shown as an example.
  • the parabolic mirrors which are used for the invention can be manufactured in large dimensions, for example with a transverse dimension of more than 8 m. Such structures are relatively difficult to transport, especially since they are relatively light and could easily be damaged in the case of increased winds if they are not properly fastened to the transport vehicle. According to the invention, it is therefore preferred to produce the parabolic mirror from individual segments, which are then attached to one another at the assembly point of the parabolic mirror, as will be explained in more detail below.
  • Fig. 12B shows that the individual pieces of the sectors do not necessarily have to be executed with straight edges, but also two each may have curved edges such as 154 and 156. Of course, this does not apply to the sector-shaped segments 158 in the central region of the parabolic mirror. The individual segments within a ring are the same.
  • FIG. 12B also shows a further possible subdivision of a single sector, so that it consists of several similar pieces 160, wherein not all pieces 160 are necessarily the same, but in such a way that a sector 142 can be composed of a few segments 160.
  • FIGS. 12C shows the shape of the support structure 34 which can be used with a parabolic mirror according to FIGS. 12A and 12B, respectively in the direction of arrow 162 in FIGS. 12A and 12B.
  • FIG. 12D shows a schematic, perspective illustration of a parabolic mirror similar to FIG. 12B, from which it can be seen that the mirror surface can be composed of several segments 164, of which there are many types according to the number of rings, i. five varieties in this example.
  • a polystyrene extruder foam of higher density is preferably used as the material for the segments, which is provided on the reflective side with a reflective film, for example an aluminum film.
  • FIG. 13 An example of such a segment, for example 152 according to FIG. 12A, but representative of the other sectors and segments 142, 144, 160, 164 of FIGS. 12A-D, is shown in FIG. 13.
  • the segment 152 is provided on all sides with a rounded groove 170 which is in the form of a semicircular shape and extends over a little more than a semicircle extends.
  • Such grooves can be cut out of the individual segments 152, for example, with minimal loss of material through the use of a heated wire, also shown in the form of a part circle. This results in approximately D-shaped parts 172 in cross section. It is then possible to glue two such parts to one another at point 174, which is shown in FIG. 13D.
  • the structure 177 of FIG. 13D can be provided with an outer skin 175 made of fiber-reinforced synthetic resin. This skin 175 serves on the one hand to reinforce the connecting element and on the other hand compensates for the cutting width when the two D-shaped parts are pried
  • each segment 152 can be provided on two sides with a structure 177 corresponding to FIG. 13D, so that the segments can be plugged together directly in accordance with a tongue and groove construction as is customary with base plates.
  • This part - as shown in FIGS. 13E and 13H - can also be used to attach a segment 152 to a rib part 180 which projects in the radial direction beyond the mirror surface (mirror film) 171 of the parabolic mirror and to stiffen the structure, i.e. of the parabolic mirror.
  • a fiber reinforcement 181 is placed on the mirror, for example in the form of glass fibers, impregnated with an appropriate resin, so that a watertight, rigid shell is produced.
  • This shell is stiffened on the one hand by the foam parts of the segments 152 and possibly the stiffening ribs 180, which are also made of foam or wood or other material, and also ensures that the segments themselves do not deform, so that the properties of the parabolic mirror are always ensured.
  • Bolts 183 can be used to firmly hold the segments with reinforcing ribs together during the curing of the resin. If necessary, they can contribute to the strength of the finished structure or they can be removed again after the segments have adhered to one another (by means of the adhesive connection).
  • stiffening ribs 180 could be provided on the back of the parabolic mirror instead of on the front of the parabolic mirror 10 - or on both the back and the inside. There is no loss of effective area since the areas of the stiffeners are added to the mirror area. The mirror is therefore only slightly larger, but overall can help to stiffen the mirror, so that it can be built even larger and its effective surface area can be increased in this way.
  • the support structure 34 can also consist of composite materials and can also be bonded to the parabolic mirror using such fiber-reinforced layers.
  • Fig. 14 shows a first possibility of rotating the parabolic mirror, i.e. for the horizontal tracking in order to implement the vertical axis 32.
  • the representation according to FIG. 14 largely corresponds to the representation according to FIG. 1, only the parabolic mirror and the associated steering arms have been omitted for the purpose of the representation. Otherwise, the base frame 14 is designed somewhat differently, to make room for the attachment of two motors 200 that drive two of the wheels 28 directly or via gears. Although two motors 200 are shown here, it would also be conceivable to work with only one motor 200. All the wheels 28 can also be driven. It can be seen that the two wheels 28 which are driven directly by the motors 200 are somewhat larger in diameter than the two other wheels 28. The reason for this is that one wants to make sure that the larger wheels 28 are always driving
  • Equally sized driven wheels could also be lowered a little.
  • FIG. 15 shows a schematic illustration of a possible arrangement for displacing the push blocks 40 in order to adjust the vertical adjustment of the To reach the parabolic mirror.
  • a threaded rod 222 is used which is driven by a motor 224 to rotate.
  • the rotational movement of the threaded rod 222 is transmitted via a nut element 226 to the driven thrust block 40, so that the latter, which is movably mounted on four rollers 228, can be moved in both directions along the respective bar 16 or 18, whereby to achieve the Movement in both directions motor 224 is a reversible motor.
  • the cross-sectional drawing according to FIG. 15B shows how the rollers 228 are mounted on stub axles 230, which protrude into the respective C-shaped spaces to the left and right of the central web 232 of the beam 16 or 18 realized as an I-beam, the rollers 228 run on the lower belt of the wearer.
  • the one threaded spindle 222 is driven directly by the motor 224 according to FIG. 15C - ie the threaded spindle 222, which is assigned to the carrier 18 in FIG. 15C - - While the spindle 222 assigned to the carrier 16 is driven synchronously with the directly driven spindle 222 via a chain 234.
  • the chain 234 runs around two sprockets 236, 238 of the same size, the sprocket 236 on the spindle 222 being connected in a rotationally fixed manner to the output shaft of the motor 224 or the corresponding threaded spindle 222.
  • FIG. 16 shows an alternative possibility of driving the two thrust blocks 40 synchronously by a motor 224.
  • the push blocks 40 are slidably mounted on the respective supports 18 and 16 with rollers. The details of this position rank correspond to those of FIG. 15 and are not shown further here.
  • the motor 224 drives a worm 240, which meshes with two worm wheels 242, which in turn shift the respective cables 244.
  • the cables are connected to one of the push blocks 40 at respective fastening points 246 and have a respective tension spring 48 for length compensation and to ensure the required cable tension.
  • Each cable 244 runs over a plurality of deflection rollers 250, which are shown schematically in FIG. 16.
  • the outer contour of the parabolic mirror can by no means be realized only in a semicircle.
  • the parabolic mirror can have, for example, a rectangular shape or a rectangular shape with rounded corners, the rounded corners preferably being the two corners which are located away from the lower edge of the parabolic mirror during operation.
  • the lower edge appears straight in plan view (since the one given by the parabolic shape
  • a parabolic mirror which is circular in plan view can also be used for the purpose of the invention. This can be particularly advantageous if, for example, the parabolic mirror is to be used on a swimming pool that is approximately circular in plan view or on a house that is approximately circular in plan view, or is intended to cover a circular area of a swimming pool or house.
  • the articulation axis 46 is arranged at a position on the parabolic mirror which corresponds to a horizontal diameter of the parabolic mirror, so to speak, either at the front 5 or Fig. 6.
  • the pivot axis 36 will then be in the region of the lower edge of the parabolic mirror in the raised position, preferably slightly above this lower edge. This is where the particular advantage of the invention comes in that the pivoting movement of the parabolic mirror is achieved by the mutual displacement of the articulation axes 46 and 36 towards and away from each other, so to speak.
  • FIG. 17 corresponds at least essentially to the representation according to FIG. 5E, but with the exception that the base frame 14 is raised at the front end 300, ie in the region of the pivot axis 36 when the parabolic mirror 10 is pivoted up, in relation to the rear end 302 , ie in relation to the area where the pivot axis 36 comes to rest when the parabolic mirror 10 is pivoted down.
  • This will make the maximum swivel movement that is to be accomplished by the actuator between the completely swiveled down state parallel to the base frame 14 and the fully swiveled up state according to FIG. 17 in comparison to the embodiment according to FIG. 5, whereby the design of the actuator is positively influenced.
  • This is particularly important when the sun is high - especially at the equator - because the parabolic mirror must be in a horizontal or almost horizontal position when it is swung up.
  • One way to achieve this inclined position of the base frame 14 is to attach the front wheels 28 to legs such as 304 that extend downward from the base frame 14.
  • Another possibility would be to provide the front wheels 28 with a larger diameter as shown schematically at 28A, i.e. the base frame 14 is in this example at the front, i.e. on the side where the upper edge of the parabolic mirror comes to rest when swung down, increased by any substructure, e.g. through the vertical bar or leg 304, which can be braced for greater stability.
  • FIG. 17 also shows a rubber cable 306 that is stretched between the front end 300 of the base frame 14 and the receiver 62.
  • the cable tension generates a torque around the pivot axis 36 in the swiveled-up state of the parabolic mirror 10 according to FIG. 17, which is the actuator when swinging down the parabolic mirror 10 helps to overcome the torque generated due to the action of gravity.
  • a rubber cord (not shown) can be stretched between the front end 300 of the base frame and the lower edge 308 of the support structure 34 when the parabolic mirror is swung down, which helps the actuator swing the parabolic mirror out of the swung down state. When swiveled up, this rubber rope will then go limp.
  • FIG. 18A corresponds approximately to the illustration in FIG. 5A, but in this embodiment the pivot axis 36 is attached to an upper support frame 310 of the push block 40, specifically at a location which is arranged in a recess 312 in the parabolic mirror.
  • This recess 312, which is also shown in FIGS. 19A and 19B and of which there are two in this example (one recess for each push block 40), are each formed by two walls 314, 316, which in the side view have the shape of a right-angled triangle have and a distance "a" from each other.
  • One side of each side wall is fixedly connected to the parabolic mirror 10, while the second side, which forms an at least substantially right angle with the first side, is connected to the support structure 34.
  • each recess 312 extends from the intersection of the curvature of the parabolic mirror 10 with the support structure 34 to an imaginary line between the pivot axes 36 and 46 or an imaginary parallel line.
  • This triangular recess can be made of wood, for example, or lined or formed and solidified with another solid material.
  • the recesses 312 allow the pivot axis 52 to be lowered, since the recess can accommodate the steering arm 42, which is not shown, however.
  • the parabolic mirror 10 can also be pivoted further back in the swung-up state, since the upper support arm 310 of the push block comes to lie in the recess, as shown in FIG. 18B.
  • the thrust blocks 40 which are used here are U-shaped in a side view, the legs of the U-shape lying horizontally, the lower leg carrying the rollers for the linear displacement of the thrust block 40 and the upper leg of the support arm 310 forms.
  • FIG. 19C shows that the parabolic mirror 10 has a notch wherever it could hit the base frame 14 or other parts such as the actuator with the lower edge 12 in the opened state. may be recessed as shown at 326 and 328 to avoid bumping.
  • FIG. 20A shows how a plurality of thrust blocks 40 (here two thrust blocks) can be driven with a number of actuators 224 (here an actuator) that differs from the number of thrust blocks.
  • the two push blocks are namely firmly connected to one another, for example by means of a board or a rod 322, and the actuator 224 then acts on the assembly in such a way that the actuating forces are distributed uniformly over the two push blocks.
  • an actuator 224 engages the rod 322 in the middle thereof.
  • the actuator 224 is preferably implemented as a garage door drive.
  • the section BB shows how the push block 40 with two pairs of rollers 324 is attached to the side frame parts 326 of the base frame 14 so as to be linearly movable.
  • FIG. 21 shows an arrangement corresponding to FIG. 15C, but with additional parts in the form of the rubber cables 330.
  • Each rubber cable is attached at one end 332 to the push block 40 or (which is not shown) to a structure which connects a plurality of push blocks 40.
  • the second end 334 of each rubber cord is preferably attached to the base frame 14 in the middle of the travel distance of the push blocks.
  • several springs or rubber ropes such as 330 can be used, the second end of which is fastened at different positions on the base frame 14 along the travel distance of the thrust blocks.
  • an arrangement of this type can be used with only one push block 40 or with several push blocks 40.
  • At least one rubber rope 330 is then preferably provided for each push block.
  • FIG. 22A shows a parabolic mirror 10 according to the invention, which is composed of individual flat, ie non-curved elements.
  • the parabolic mirror 10 according to FIG. 22A consists of 6 concentric rings I, II, III, IV, V, VI.
  • the ring I is composed of six segments 340 which are triangular in plan view.
  • the ring II is composed of six segments 342 which are trapezoidal in plan view.
  • the ring II consists of the segments 344 which are trapezoidal in plan view and the square segments 346, the trapezoidal segments 344 being very short at their inner ends and possibly being able to be replaced by triangular segments.
  • the ring III in turn consists of elements 348 which are trapezoidal in plan view and square elements 346.
  • Ring V in turn consists of elements 350 and square elements 346 which are trapezoidal in plan view and this also applies to ring VI which consists of elements 352 and square elements which are trapezoidal in plan view. dramatic elements 346.
  • the sides of the individual segments are chamfered so that the flat surfaces in the parabolic mirror are oriented so that there is a good approximation to the desired parabolic shape.
  • the individual elements are glued to one another in the region of their sides to form segments, and the individual triangular segments 354 are likewise glued to the adjacent triangular segments 354 in the region of the long sides to form the parabolic mirror.
  • FIG. 13 the entire structure is covered, at least on the back, with plastic reinforced with glass fiber, as shown in FIG. 13H, and the necessary recesses can be provided in the parabolic mirror " , which are described in connection with other figures.
  • FIGS. 22B and 22C how the construction according to FIG. 22A can be produced at least substantially without waste from extruder foam sheets such as A and here using elements 348 and 346 of ring IV, the explanation given here also for the Elements of the other rings apply.
  • a commercially available extruder foam sheet A can be obtained, for example, from the manufacturers in dimensions of about 60 cm wide x 240 cm long x 4 cm thick.
  • extruder foam sheets are often provided with tongue and groove connections on their narrow sides, the lower narrow side 360 in FIGS. 22B and 22C being provided with a groove 362 and the upper narrow side 364 in FIGS. 22B and 22C being provided with a tongue 366 which is provided in a the corresponding groove 362 is inserted into the next panel.
  • an adhesive connection can be provided in the area of the tongue and groove connection. In this way, an elongated structure is produced, as shown in FIGS. 22B and 22C, this structure being composed of individual plates, which is only indicated in the example of the lower plates, in order not to unnecessarily complicate the illustration.
  • the lower triangular region 368 which is shown hatched in FIG. 22B, is to be understood as a waste. Then the following elements are cut out of the material web formed by the plates in the order from bottom to top: 348, 346, 348, 348, 346, 348, 348, 346, 348, 348, 346, etc.
  • 366 between two extruded foam sheets creates at least essentially no waste. That is, the taut area 368 only arises at the beginning of the first plate.
  • the dashed lines show edges which are formed on the underside of the plate web according to FIG. 22B.
  • the straight cuts in particular those which run transversely or obliquely to the respective material plate or the material web, simultaneously the beveled, that is to say inclined, sides of two elements, which on the one hand minimizes material losses and on the other hand the cutting process can be carried out economically.
  • the slant angles of slanted sides of the elements are each designed so that the approximate parabolic shape is created when the elements are put together. This means that the approximately radial sides of the elements of each ring have the same helix angle, but that the other sides of the individual elements, which run around the axis of rotational symmetry, are chosen differently by different rings depending on the position of the ring within the parabolic shape to create the desired approximate parabolic shape.
  • parabolic mirror construction is primarily used for solar mirrors, the construction can also be used for other purposes such as radar systems or satellite reception.

Abstract

The lower edge (12) of the mirror is directly adjacent to its support plane. Seen in plan view, this edge is either straight or slightly-curved. The parabolic mirror (10) pivots up and down about a pivotal axis (36) located close to the support plane.

Description

P T/EP01/05743 P T / EP01 / 05743
Konzentrierende s S olarenergie SystemConcentrating solar energy system
Die vorliegende Erfindung betrifft ein konzentrierendes Solarenergiesystem mit einem als zweiachsig nachgeführten Parabolspiegel realisierten Reflektor, der von einem in einer Tragebene angeordneten Grundrahmen getragen ist und mit einem im Betrieb in, vor oder nach dem Brennpunkt des Parabolspiegels angeordneten Receiver, wobei der Parabolspiegel au- ßerdem um eine zumindest im wesentlichen senkrecht zur Tragebene angeordnete Achse drehbar ist.The present invention relates to a concentrating solar energy system with a reflector realized as a biaxial tracking parabolic mirror, which is carried by a base frame arranged in a supporting plane and with a receiver arranged in operation in, before or after the focal point of the parabolic mirror, the parabolic mirror also being around an axis arranged at least substantially perpendicular to the supporting plane is rotatable.
Die bisher realisierten Solarenergieanlagen lassen sich grob in drei Gruppen aufteilen: photovoltaische Anlagen, die aus dem Sonnenlicht direkt elektrischen Strom erzeugen, Solarkollektoren, die flächig dem Sonnenlicht Wärme entnehmen und konzentrierende Solarenergiesysteme, die das Sonnenlicht stark bündeln und in einem Receiver Hochtemperaturenergie gewinnen können.The solar energy systems that have been implemented so far can be roughly divided into three groups: photovoltaic systems that generate electricity directly from sunlight, solar collectors that take heat from the surface of the surface, and concentrating solar energy systems that bundle sunlight strongly and can generate high-temperature energy in a receiver.
Die konzentrierenden Solarenergiesysteme zeichnen sich physikalisch dadurch aus, daß sich die Energie auf mehreren Niveaus nutzen läßt. Dadurch können Wirkungsgrade von über 70% erreicht werden. Wird zum Beispiel Wärme von 600°C erzeugt, so kann diese im Bereich von 600°C- 100°C zum Erzeugen von elektrischem Strom genutzt werden. Die dabei entstehende Abfallwärme kann danach noch in Form von ca. 90°C heißem Wasser genutzt werden.The concentrating solar energy systems are characterized physically by the fact that the energy can be used on several levels. This enables efficiencies of over 70% to be achieved. For example, if heat of 600 ° C is generated, it can be used in the range of 600 ° C - 100 ° C to generate electricity. The resulting waste heat can then be used in the form of water at around 90 ° C.
Diese konzentrierenden Systeme haben den Nachteil, daß sie der Sonne nachgeführt werden müssen, was bei großen Flachen sehr aufwendig sein kann. Es können drei verschiedene Arten von konzentrierenden Solare- nergieanlagen unterschieden werden: Solarturmkraftwerke, bei denen die Sonnennachführung mit Hilfe von Heliostaten erfolgt, Parabolrinnenanla- gen, die der Sonne nur vertikal nachgeführt werden müssen und zweiachsig nachgeführte Parabolreflektoren.These concentrating systems have the disadvantage that they have to track the sun, which can be very expensive in the case of large areas. There are three different types of concentrating solar A distinction is made between energy systems: solar tower power plants in which the sun is tracked with the help of heliostats, parabolic trough systems that only have to track the sun vertically and biaxial tracked parabolic reflectors.
Ansätze für die Realisierung von Solarenergieanlagen sowie zur Möglichkeit der Verwendung von Stirlingmotoren, die unter anderem als Antrieb für Stromerzeuger verwendet werden können und Möglichkeiten der Ener- giespeicherung sind in dem Buch "Stirlingmaschinen - Grundlagen. Tech- nik. Anwendung von Martin Werdich ISBN 3 - 922964.35-4 beschrieben. Das Buch zeigt in der Abbildung 53 einen zweiachsig nachgeführten Para- bolreflektor, der in Draufsicht kreisrund ist und von einem aufwendigen Grundrahmen und darauf montierten Gestell getragen ist. Der Parabolspiegel ist im Raum der Sonne zugewandt abgestützt und um eine waage- rechte Achse schwenkbar, die sich parallel zu einem Durchmesser des in Draufsicht kreisrunden Parabolspiegels vor dessen spiegelnde Oberfläche befindet, um eine vertikale Nachführung entsprechend der Höhenposition der Sonne zu ermöglichen. Diese vertikale Nachführung ist in der Fachsprache als Nachführung der Elevation bzw. der Höhe bezeichnet. Dar- über hinaus ist eine Drehung des Parabolspiegels um eine Achse senkrecht zum Grundrahmen möglich. Diese Drehung bewirkt die horizontale Sonnennachführung.Approaches for the implementation of solar energy systems and the possibility of using Stirling engines, which can be used as a drive for power generators, among other things, and possibilities for energy storage are described in the book "Stirling Machines - Basics. Technology. Application by Martin Werdich ISBN 3 - The book shows in Figure 53 a biaxial tracking parabolic reflector, which is circular in plan view and is supported by an elaborate base frame and frame mounted on it. The parabolic mirror is supported in the sun and supported by a horizontal right axis can be swiveled, which is parallel to a diameter of the parabolic mirror, which is circular in plan view, in front of its reflecting surface, in order to enable vertical tracking according to the height position of the sun, which is technically known as tracking the elevation or height. Dar- In addition, the parabolic mirror can be rotated about an axis perpendicular to the base frame. This rotation causes horizontal sun tracking.
Eine ähnliche Konstruktion ist aus der deutschen Gebrauchsmuster- schrift G 8427130.2 bekannt. Dort kommt als Reflektor anstelle einesA similar construction is known from the German utility model G 8427130.2. There comes as a reflector instead of one
Vollparabloids ein Teilparabloid zur Anwendung, der sich etwa über 240° um die Symmetrieachse des Parabloids erstreckt. Auch hier erfolgt die vertikale Nachführung um eine Schwenkachse, die fest am Grundrahmen angeordnet ist und zwar in einer deutlichen Höhe oberhalb des Grundrahmens.Full parabloid is a partial parabloid for use that extends about 240 ° around the axis of symmetry of the parabloid. Here too, vertical tracking takes place around a swivel axis that is fixed to the base frame is arranged and that at a significant height above the base frame.
Problematisch bei dieser bekannten Konstruktion ist vor allem die Anord- nung der waagerechten Achse, die der vertikalen Sonnennachführung dient.The problem with this known construction is above all the arrangement of the horizontal axis, which is used for vertical sun tracking.
Probleme entstehen bei dieser Anordnung dadurch, daß der Parabolre- flektor so hoch über dem Grund angebracht werden muß, daß für die ver- tikale Nachführung genügend Bodenfreiheit besteht. Der Schwerpunkt des Systems liegt also sehr hoch.Problems arise with this arrangement in that the parabolic reflector has to be mounted so high above the ground that there is sufficient ground clearance for the vertical tracking. The focus of the system is therefore very high.
Dies führt bei großen Systemen, bei denen der Durchmesser des Parabol- reflektors 10 m - 20 m beträgt, zu sehr massiven, tonnenschweren Aus- führungen, da die Konstruktion auch sturmfest sein muß.In the case of large systems in which the diameter of the parabolic reflector is 10 m - 20 m, this leads to very massive, heavy designs, since the construction must also be storm-proof.
Bei dieser Konstruktion kann auch die empfindliche Reflektoroberfläche nicht auf einfache Art vor Umwelteinflüssen wie Niederschlag geschützt werden. Hierdurch entsteht ein erheblicher Reinigungsaufwand, der auch zu erhöhtem Verschleiß der Reflektoroberfläche führt. Weiche, kostengünstige Materialien, wie verspiegelte Kunststbfffolien, können für die Reflektorschicht nicht benutzt werden. Der Spiegel würde frühzeitig blind.With this construction, the sensitive reflector surface cannot be easily protected against environmental influences such as precipitation. This results in a considerable cleaning effort, which also leads to increased wear on the reflector surface. Soft, inexpensive materials such as mirrored plastic foils cannot be used for the reflector layer. The mirror would go blind early.
Weiter ist es völlig undenkbar, ein System dieser Art auf das Flachdach eines normalen Gebäudes zu stellen, da es zu schwer ist und zu hoch über das Haus hinausragt. Das Dach eines Hauses ist aber gerade der günstigste Ort zur Installation von Solarenergieanlagen, da hier wenig Schatten ist und die sonst ungenützte Fläche genutzt werden kann. Weiterhin ist der Energietransportweg sehr kurz, d.h. das System ist für die dezentrale Energieversorgung geeignet. Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein zweiachsig nachgeführtes, konzentrierendes Solarenergiesystem so zu konstruieren, daß mit weitaus geringerem Auf- wand als bisher eine höhere Stabilität der Anordnung erreicht wird, daß der Parabolspiegel bei fehlender Sonnenstrahlung in eine Ruhestellung gebracht werden kann, in der die Anlage nur geringe Angriffsflächen für Wind bietet, absolut sturmfest ist und die Reflexionsschicht vor Niederschlag geschützt ist. Weiterhin soll das System auf dem Flachdach eines Gebäudes installiert werden können und das Dach sogar ersetzen können, d.h. die Funktion des Daches übernehmen können.Furthermore, it is completely unthinkable to place a system of this type on the flat roof of a normal building, since it is too heavy and protrudes too high above the house. The roof of a house is the cheapest place to install solar energy systems, because there is little shade and the otherwise unused area can be used. Furthermore, the energy transport route is very short, ie the system is suitable for decentralized energy supply. Based on this prior art, the present invention has the object to construct a biaxially tracking, concentrating solar energy system so that with much less effort than before, a higher stability of the arrangement is achieved that the parabolic mirror in the absence of solar radiation in a rest position can be brought, in which the system offers only small areas of attack for wind, is absolutely storm-proof and the reflection layer is protected from precipitation. Furthermore, the system should be able to be installed on the flat roof of a building and even be able to replace the roof, ie be able to take over the function of the roof.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach einem ersten Lösungsansatz erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Parabolspiegel eine in Betrieb untere Kante aufweist, die zumindest im wesentlichen benachbart zur Tragebene angeordnet ist und in Draufsicht entweder gerade verläuft oder leicht gekrümmt ist, und daß der Parabolspiegel um eine im Bereich seiner unteren Kante und zumindest im wesentlichen parallel zur Tragebene angeordnete und über den Grundrahmen linear verfahrbare Schwenkachse hinauf und herunter schwenkbar ist.To achieve this object, according to the invention, according to a first solution, the parabolic mirror has an operating lower edge, which is at least substantially adjacent to the supporting plane and is either straight or slightly curved in plan view, and that the parabolic mirror is in the area its lower edge and at least substantially parallel to the supporting plane and linearly movable over the base frame pivot axis up and down is pivotable.
Dadurch, daß der Parabolspiegel mit einer im Betrieb unteren Kante vorgesehen ist, die in Draufsicht entweder gerade verläuft oder leicht gekrümmt ist, gelingt es, die Schwenkachse des Parabolspiegels im Bereich dieser unteren Kante und daher in unmittelbarer Nähe der Tragebene bzw. des Grundrahmens anzuordnen, so daß die Schwenkachse beispielsweise nur wenig oberhalb des Bodens angeordnet sein muß und der Schwerpunkt des Parabolspiegels immer nur gerade so hoch wie gerade nötig über dem Boden angeordnet ist. Hierdurch sind die mechanischen Anforderungen für die Abstützung des Parabolspiegels wesentlich geringer als bei der bekannten Anordnung, wodurch die gesamte Struktur einfacher und leichter zu realisieren ist. Der Grundrahmen kann sozusagen zur direkten Abstützung der Schwenkachse herangezogen werden und es ist nicht mehr erforderlich, eine riesige Rahmenkonstruktion in drei Dimensionen herzustellen, um den zweiachsig nachgeführten Parabolspiegel zu tragen. Selbst wenn der Parabolspiegel sich jetzt quasi als halbierter Parabolspiegel darstellt, d.h. als Halbparaboloid, der sich um etwa 180° um die Symmetrieachse erstreckt, so bedeutet dies keinen Verlust an wirksamer Oberfläche des Parabolspiegels, denn die Länge der unteren Kante des Parabolspiegels und somit dessen wirksame Fläche kann ohne weiteres vergrößert werden, ohne daß die Konstruktion hierdurch wesentlich schwerer wird. Somit bietet die Erfindung bei gleicher Flächenausdehnung wie der an sich bekannte Parabolspiegel wesentliche Vorteile.The fact that the parabolic mirror is provided with a lower edge during operation, which in plan view either runs straight or is slightly curved, enables the pivot axis of the parabolic mirror to be arranged in the region of this lower edge and therefore in the immediate vicinity of the supporting plane or the base frame, so that the pivot axis, for example, only has to be arranged a little above the floor and the center of gravity of the parabolic mirror is always only just as high as is necessary above the floor. As a result, the mechanical Requirements for supporting the parabolic mirror are significantly lower than in the known arrangement, as a result of which the entire structure is simpler and easier to implement. The base frame can be used for direct support of the swivel axis, so to speak, and it is no longer necessary to produce a huge frame construction in three dimensions in order to support the biaxially adjusted parabolic mirror. Even if the parabolic mirror now presents itself as a halved parabolic mirror, i.e. as a semi-paraboloid that extends around 180 ° around the axis of symmetry, this means no loss of the effective surface of the parabolic mirror, because the length of the lower edge of the parabolic mirror and thus its effective Area can be easily increased without making the construction much heavier. Thus, the invention offers significant advantages with the same surface area as the parabolic mirror known per se.
In Bezug auf die vertikale Nachführung des Parabolspiegels wird erfϊn- dungsgemäß, mit Hilfe eines Linearantriebs (Stellantriebs) die Schwenkachse des Parabolspiegels über dem Grundrahmen verfahren, um hierdurch die Heraufschwenkbewegung und Herunterschwenkbewegung des Parabolspiegels zu erzeugen.With regard to the vertical adjustment of the parabolic mirror, according to the invention, the pivot axis of the parabolic mirror is moved over the base frame with the aid of a linear drive (actuator), in order to thereby generate the upward and downward pivoting movement of the parabolic mirror.
Hierdurch werden folgende Vorteile u.a. erreicht:The following advantages, among others, reached:
- Durch die mit der linearen Verfahrbarkeit der Schwenkachse des Para- bolspiegels einhergehende Schwenkbewegung des Parabolspiegels wird der Schwerpunkt des Parabolspiegels in Bezug auf den Grundrahmen stets ungefähr über der Mitte des Grundrahmens gehalten, so daß eine besondere Stabilität gegenüber angreifenden Kräften erreicht wird. - Durch die Anordnung der unteren Kante des Parabolspiegels im wesentlichen unmittelbar benachtbart zur Tragebene in Kombination mit der Schwenkbewegung, die durch Verfahren der Schwenkachse über dem Grundrahmen unmittelbar benachbart zur Tragebene erzielt wird, wird die Stabilität der Konstruktion noch weiter erhöht.- Due to the pivoting movement of the parabolic mirror, which is accompanied by the linear movement of the pivot axis of the parabolic mirror, the center of gravity of the parabolic mirror with respect to the base frame is always held approximately above the center of the base frame, so that a particular stability against attacking forces is achieved. - The arrangement of the lower edge of the parabolic mirror essentially immediately adjacent to the supporting plane in combination with the pivoting movement, which is achieved by moving the pivot axis above the base frame immediately adjacent to the supporting plane, the stability of the construction is further increased.
- Zur vertikalen Sonnennachführung durch die Änderung der Lage des Parabolspiegels kombiniert mit der Schwenkbewegung wird der Para- bolspiegel gegenüber dem Grundrahmen immer nur so hoch gehoben wie es zu diesem Zweck gerade notwendig ist, was wiederum die Stabilität erhöht, d.h. der Schwerpunkt bleibt stets in einer niedrigen Position.- For vertical sun tracking by changing the position of the parabolic mirror combined with the swiveling movement, the parabolic mirror is only ever raised as high as is necessary for this purpose, which in turn increases stability, i.e. the focus always remains in a low position.
- Durch die Verschiebbarkeit der Schwenkachse über dem Grundrahmen wird ein Zuklappen des Paraboloids ermöglicht, so daß die Spiegelfläche nach unten zeigt und somit gegen ungünstige Umwelteinwirkungen geschützt ist.- The displaceability of the swivel axis over the base frame enables the paraboloid to be closed, so that the mirror surface points downward and is therefore protected against unfavorable environmental influences.
Dadurch, daß die genannte Schwenkachse in der Nähe des Grundrahmens angeordnet ist, kann der Parabolspiegel soweit heruntergeschwenkt werden, daß er als Dach verwendet wird und die spiegelnde Fläche nach unten weist und somit gegen Umwelteinflüsse, wie Niederschlag usw. geschützt ist. In diesem heruntergeschwenkten Zustand ist der Parabolspie- gel und das Solarenergiesystem selbst so positioniert, daß nur geringe Angriffsflächen für Wind vorliegen und das System absolut sturmfest ist.Because the said pivot axis is arranged in the vicinity of the base frame, the parabolic mirror can be swung down so far that it is used as a roof and the reflecting surface faces downward and is therefore protected against environmental influences, such as precipitation, etc. In this swung-down state, the parabolic mirror and the solar energy system itself are positioned in such a way that there are only small areas of attack for wind and the system is absolutely storm-proof.
Hierdurch kann der Parabolspiegel gegenüber dem Grundrahmen soweit heruntergeschwenkt werden, daß er auf der tragenden Unterlage bzw. auf dem Fundament, einem Untergrund oder einer dem Umriß des Parabolspiegels angepaßten Mauer dicht oder bündig aufliegt. Der Parabolspiegel kann dann mit einfachen Mitteln an der tragenden Unterlage befestigt werden, so daß es absolut sturmfest angebracht ist.As a result, the parabolic mirror can be swung down relative to the base frame so far that it is on the supporting base or on the foundation, a surface or a wall adapted to the outline of the parabolic mirror is tight or flush. The parabolic mirror can then be attached to the supporting base with simple means, so that it is attached absolutely storm-proof.
Vorzugsweise erstreckt sich eine längliche Tragstruktur entlang der unteren Kante des Parabolspiegels, die sowohl den Parabolspiegel versteift als auch die Schwenkachse trägt.An elongated support structure preferably extends along the lower edge of the parabolic mirror, which both stiffens the parabolic mirror and supports the pivot axis.
Auf diese Weise erfolgt eine mechanisch ausgeklügelte Anbindung derIn this way, a mechanically sophisticated connection of the
Schwenkachse an den Parabolspiegel und der Parabolspiegel selbst kann noch leichter gebaut werden, da die Tragstruktur zu dessen Versteifung beiträgt.The swivel axis on the parabolic mirror and the parabolic mirror itself can be built even more easily, since the supporting structure contributes to its stiffening.
Zur Realisierung der Drehbewegung um die senkrechte Achse ist der Grundrahmen mittels Rollen oder Räder auf einer kreisförmigen Bahn drehbar. Dabei sind die Rollen oder Räder am Grundrahmen selbst angebracht. Diese Bahn kann am Boden bzw. auf einem Fundament oder auf Mauern ausgebildet sein. Alternativ hierzu können Rollen oder Räder an diskreten Stellen entlang der kreisförmigen Bahn angeordnet und am Boden bzw. an einem Fundament abgestützt werden. Der Grundrahmen würde in diesem Beispiel einen kreisförmigen Ring umfassen, der an den Rollen bzw. Rädern umlaufen kann. Sind die Räder oder Rollen am Grundrahmen befestigt und steht ein ebener fester Untergrund zur Verfü- gung, z.B. die Betondecke des obersten Stockwerks eines Hauses oder ein Flachdach, so bildet dieser Untergrund die kreisförmige Bahn. Die Räder können dann direkt auf diesem Untergrund aufsetzen. Solche Konstruktionen können preisgünstig realisiert werden und die innewohnende Festigkeit des Bodens bzw. von Fundamenten und Mauern ermöglicht eine solide Abstützung des Parabolspiegels. Es soll an dieser Stelle zum Ausdruck gebracht werden, daß, obwohl man üblicherweise den Grundrahmen bzw. die Bahn waagerecht anordnen wird, es auch ohne weiteres möglich ist, den Grundrahmen bzw. die Bahn parallel zum Boden an ei- nem geneigten Hanggrundstück oder auf eine entsprechenden Schrägstellung realisierende Mauer abzustützen, beispielsweise für den Fall, daß im heruntergeschwenkten Zustand eine höhere Neigung des Daches aus irgendwelchem Grund erwünscht sein sollte. Bei einer solchen Schrägstellung des Grundrahmens muß man nur entsprechende Maßnahmen treffen, daß der Grundrahmen gegen Wegrutschen gesichert ist.To realize the rotary movement around the vertical axis, the base frame can be rotated on a circular path by means of rollers or wheels. The castors or wheels are attached to the base frame itself. This track can be formed on the floor or on a foundation or on walls. Alternatively, rollers or wheels can be arranged at discrete locations along the circular path and supported on the floor or on a foundation. In this example, the base frame would comprise a circular ring that can run around on the rollers or wheels. If the wheels or castors are attached to the base frame and there is a level, solid base available, for example the concrete ceiling of the top floor of a house or a flat roof, this base forms the circular path. The wheels can then sit directly on this surface. Such constructions can be realized inexpensively and the inherent strength of the floor or of foundations and walls enables one solid support of the parabolic mirror. It should be stated at this point that although the base frame or the track will usually be arranged horizontally, it is also possible without further ado to mount the base frame or the track parallel to the ground on an inclined plot of land or on a slope to support the corresponding inclined wall, for example in the event that a higher inclination of the roof should be desired for some reason in the swung-down state. With such an inclined position of the base frame, one only has to take appropriate measures to ensure that the base frame is secured against slipping.
Besonders günstig ist es, wenn der Grundrahmen zu einer horizontalen Ebene geneigt angeordnet ist, wobei im hinaufgeschwenkten Zustand des Parabolspiegels der Grundrahmen im Bereich der Schwenkachse, d.h. vorne, höher angeordnet ist als weiter hinten, d.h. im Bereich derIt is particularly expedient if the base frame is arranged inclined to a horizontal plane, with the base frame in the region of the pivot axis, i.e. in the swiveled-up state of the parabolic mirror. front, higher than rear, i.e. in the field of
Schwenkachse im heruntergeschwenkten Zustand. Dies kann u.a. dadurch erreicht werden, daß die Räder, die im hinaufgeschwenkten Zutand des Parabolspiegels im Bereich der Schwenkachse, d.h. vorne am Grundrahmen angeordnet sind, einen größeren Durchmesser aufweisen als die Räder, die im heruntergeschwenkten Zustand des Parabolspiegels im Bereich der Schwenkachse, d.h. hinten am Grundrahmen angeordnet sind.Swivel axis when swiveled down. This can include can be achieved in that the wheels, which in the swung-up state of the parabolic mirror in the region of the swivel axis, i.e. are arranged at the front of the base frame, have a larger diameter than the wheels, which in the swiveled-down state of the parabolic mirror in the region of the swivel axis, i.e. are arranged at the rear of the base frame.
Hierdurch wird erreicht, daß bei Sonnenhochstand, insbesondere am Äquator, der Paraboloid im heraufgeschwenkten Zustand eine waagerechte oder fast waagerechte Position erreicht. Durch die Vorneigung des Grundrahmens kann das erforderliche Ausmaß der Schwenkbewegung begrenzt werden, was die Geometrie insgesamt positiv beeinflußt. Nach einem zweiten Lösungsansatz zeichnet sich die vorliegende Erfindung dadurch aus, daß der Parabolspiegel um eine untere, im Bereich der Tragebene oder in einem Abstand oberhalb oder unterhalb dieser angeordnete Schwenkachse hinauf- und herunterschwenkbar ist, wobei die Schwenkachse in einer zur Tragebene parallelen Ebene oder in der Tragebene verschiebbar angeordnet ist und die Verschiebung der Schwenkachse zu der entsprechenden Schwenkbewegung des Parabolspiegels führt bzw. beiträgt. Mit anderen Worten ist der Parabolspiegel um eine vom Grundrahmen abgestützte Schwenkachse hinauf- und herunterschwenk- bar und die Schwenkachse in einer zu der Tragebene parallelen Ebene zur Durchführung der entsprechenden Schwenkbewegung verschiebbar angeordnet.This ensures that when the sun is high, especially at the equator, the paraboloid in the swung-up state reaches a horizontal or almost horizontal position. The required amount of pivoting movement can be limited by the forward inclination of the base frame, which has a positive influence on the overall geometry. According to a second approach, the present invention is characterized in that the parabolic mirror can be swiveled up and down about a lower swivel axis arranged in the region of the support plane or at a distance above or below it, the swivel axis being in a plane parallel to the support plane or in the supporting plane is arranged displaceably and the displacement of the pivot axis leads to or contributes to the corresponding pivoting movement of the parabolic mirror. In other words, the parabolic mirror can be pivoted up and down about a pivot axis supported by the base frame and the pivot axis can be displaced in a plane parallel to the supporting plane for carrying out the corresponding pivoting movement.
Die Verschiebung der Schwenkachse um das Hinauf- bzw. das Herunter- schwenken des Parabolspiegels zu bewirken, hat den entscheidenden Vorteil, daß der Schwerpunkt des Parabolspiegels stets oberhalb des Grundrahmens und vorzugsweise stets im Bereich der vertikalen Drehachse angeordnet werden kann, so daß eine sehr stabile Anordnung sich ergibt und die Konstruktion des Grundrahmens nicht übermäßig schwer ausgeführt werden muß, um eine sich ändernde Position des Schwerpunkts zu berücksichtigen, da der Schwerpunkt in bzw. in etwa in einer konstanten Position verbleibt.The displacement of the swivel axis in order to swing the parabolic mirror up or down has the decisive advantage that the center of gravity of the parabolic mirror can always be arranged above the base frame and preferably always in the area of the vertical axis of rotation, so that a very stable one Arrangement results and the construction of the base frame does not have to be carried out excessively heavy to take into account a changing position of the center of gravity, since the center of gravity remains in or approximately in a constant position.
Zur Realisierung der Schwenkbewegung des Parabolspiegels ist dieser über eine Gestängeanordnung mit dem Grundrahmen verbunden und die Schwenkachse über den Grundrahmen verfahrbar ausgelegt. Die Gestängeanordnung kann in einer ersten Variante der Erfindung aus mindestens einem Lenkarm bestehen, der an einem Ende im mittleren Bereich des Pa- rabolspiegels auf dessen Rückseite und am anderen Ende auf einem Stützpunkt schwenkbar angelenkt ist, der vom Grundrahmen getragen und hinter dem Parabolspiegel angeordnet ist. Der Stützpunkt kann deutlich oberhalb des Grundrahmens liegen, beispielsweise in einer Höhe, wel- ehe etwas oberhalb der maximalen Bauhöhe des Parabolspiegel im heruntergeschwenkten Zustand liegt. Hierdurch kann der Lenkarm geradlinig ausgeführt werden, wodurch er kostengünstig und mit geringem Gewicht realisiert werden kann. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich und es kann durchaus auch vorteilhaft sein, den Stützpunkt tiefer oder sogar unterhalb des Grundrahmens anzuordnen wie später näher erläutert wird.To implement the pivoting movement of the parabolic mirror, the latter is connected to the base frame via a linkage arrangement and the pivot axis is designed to be movable over the base frame. In a first variant of the invention, the linkage arrangement can consist of at least one steering arm which at one end in the central region of the pair Rabolspiegel is pivotally articulated on the back and at the other end on a base which is carried by the base frame and arranged behind the parabolic mirror. The base can be clearly above the base frame, for example at a height which is slightly above the maximum height of the parabolic mirror when swung down. As a result, the steering arm can be designed in a straight line, as a result of which it can be implemented inexpensively and with low weight. However, this is not absolutely necessary and it can also be advantageous to arrange the base lower or even below the base frame, as will be explained in more detail later.
Vorzugsweise sind zwei oder mehrere Lenkarme vorgesehen, die an jeweiligen Stellen auf der Rückseite des Parabolspiegels und an jeweiligen Stützpunkte schwenkbar angelenkt sind. Die Benutzung von mindestens zwei solchen Lenkarmen führt zu einer stabilen Konstruktion, die der Neigung des Parabolspiegels zu Verformungen entgegenwirkt und somit ebenfalls zu einer leichtgewichtigen Konstruktion beiträgt.Two or more steering arms are preferably provided, which are pivotably articulated at respective points on the rear of the parabolic mirror and at respective support points. The use of at least two such steering arms leads to a stable construction which counteracts the inclination of the parabolic mirror to deformation and thus also contributes to a lightweight construction.
Im Bereich des Stützpunktes jedes Lenkarms am Grundrahmen ist vorzugsweise eine Aussparung im Parabolspiegel vorgesehen, die vom Schnittpunkt der Wölbung des Parabolspiegels mit der Tragstruktur des Parabolspiegels bis zu einer gedachten Linie zwischen der Schwenkachse des Parabolspiegels und der Anlenkachse des jeweiligen Lenkarms am Pa- rabolspiegel oder einer dazu parallelen Linie reicht. Hierdurch wird der Parabolspiegel versteift und verstärkt. Weiterhin erlaubt die Aussparungen), den Stützpunkt von jedem Lenkarm nach unten zu verlegen, da die Aussparung den Lenkarm aufnehmen kann, wodurch es möglich wird, den Parabolspiegel soweit herauf zu schwenken, daß die Horizontalposition erreicht wird.In the area of the support point of each steering arm on the base frame, a recess is preferably provided in the parabolic mirror, which extends from the intersection of the curvature of the parabolic mirror with the supporting structure of the parabolic mirror to an imaginary line between the pivot axis of the parabolic mirror and the articulation axis of the respective steering arm on the parabolic mirror or one parallel line is sufficient. This stiffens and strengthens the parabolic mirror. Furthermore, the recesses) allow the support point to be moved downward from each steering arm, since the recess can accommodate the steering arm, which makes it possible to swing the parabolic mirror up so far that the horizontal position is reached.
Es ist im übrigen vorteilhaft, wenn die im Betrieb untere Kante des Para- bolspiegels im Bereich des Grundrahmens Aussparungen aufweist. Dies verhindert, daß der Parabolspiegel im aufgeschwenkten Zustand am Grundrahmen anstößt und eine größere Schwenkbewegung des Parabolspiegels zuläßt.Moreover, it is advantageous if the lower edge of the parabolic mirror during operation has cutouts in the area of the base frame. This prevents the parabolic mirror from abutting the base frame in the pivoted-open state and allowing a greater pivoting movement of the parabolic mirror.
Anstelle den Lenkarm oder die Lenkarme an der Rückseite des Parabolspiegels zu befestigen, kann er bzw. können sie an einem Ende im mittleren Bereich des Parabolspiegels auf dessen spiegelnde Innenseite und am anderen Ende auf einem Stützpunkt schwenkbar angelenkt sein, der vom Grundrahmen getragen ist und im heruntergeschwenkten Zustand des Parabolspiegels benachbart zur von der im hochgeschwenkten Zustand oberen Kante des Parabolspiegels angenommenen Position sich befindet. Auch bei dieser Anordnung sind vorzugsweise zwei oder mehrere Lenkarme vorgesehen, die an jeweiligen Stellen auf der Innenseite des Parabolspiegels und am jeweiligen Stützpunkt am Grundrahmen schwenkbar an- gelenkt sind. Diese Anordnung des Lenkarms bzw. der Lenkarme auf der Innenseite des Parabolspiegels führt zu dem Vorteil, daß die gesamte Mechanik im heruntergeschwenkten Zustand unterhalb des Parabolspiegels angeordnet und somit in dieser Ruheposition geschützt ist. Eine besondere Ruheposition einzuführen ist sinnvoll, da das System nur bei schönem Wetter, also Sonnenschein, aktiv sein muß. Bei Niederschlag und Sturm scheint keine Sonne, deshalb könnte das System auch als Dach dienen, da ein festes Dach im Bezug auf die Witterung gerade nur dann gebraucht wird, wenn die Sonne nicht scheint. Zum Verfahren der Schwenkachse am Grundrahmen ist vorzugsweise ein von einem Antriebsmotor angetriebener Stellantrieb vorgesehen. Für die Realisierung des Stellantriebs bestehen mehrere Möglichkeiten. Einerseits kann es sich bei dem Stellantrieb um eine am Grundrahmen gelagerte Gewinde spindel handeln, die in einem entsprechenden Gewinde bzw. in einer entsprechenden Gewindemutter das bzw. die in einen Schubblock sich befindet, der zur die Schwenkachse tragenden Struktur gehört.Instead of attaching the steering arm or the steering arms to the back of the parabolic mirror, he or she can be pivoted at one end in the central region of the parabolic mirror on its reflecting inside and at the other end on a base which is supported by the base frame and in pivoted-down state of the parabolic mirror is adjacent to the position assumed by the upper edge of the parabolic mirror in the pivoted-up state. In this arrangement, too, two or more steering arms are preferably provided, which are pivotably articulated at respective points on the inside of the parabolic mirror and at the respective support point on the base frame. This arrangement of the steering arm or the steering arms on the inside of the parabolic mirror leads to the advantage that the entire mechanism is arranged below the parabolic mirror in the pivoted-down state and is thus protected in this rest position. It makes sense to introduce a special resting position since the system only has to be active when the weather is nice, i.e. sunshine. There is no sun shining during rainfall and storms, which is why the system could also serve as a roof, since a firm roof is only needed in relation to the weather when the sun is not shining. An actuator driven by a drive motor is preferably provided for moving the pivot axis on the base frame. There are several options for realizing the actuator. On the one hand, the actuator can be a threaded spindle mounted on the base frame, which is located in a corresponding thread or in a corresponding threaded nut or in a push block that belongs to the structure supporting the pivot axis.
Es wird vorzugsweise ein Schubblock für jedes Schwenklager der Schwen- kachse vorgesehen. Eine Gewindespindel wird somit jedem Schwenklager der Schwenkachse zugeordnet und greift im Bereich des Schubblockes des Parabolspiegels bzw. an der Tragstruktur des Parabolspiegels ein. Beim Vorsehen von mehreren Gewindespindeln müssen diese synchron angetrieben werden, was beispielsweise mittels eines beide Spindeln gleichzei- tig antreibenden Kettenantriebs erfolgen kann.A thrust block is preferably provided for each pivot bearing on the pivot axis. A threaded spindle is thus assigned to each pivot bearing of the pivot axis and engages in the area of the thrust block of the parabolic mirror or on the supporting structure of the parabolic mirror. If several threaded spindles are provided, they must be driven synchronously, which can be done, for example, by means of a chain drive that drives both spindles at the same time.
Bei Verwendung von mehreren die Schwenkachse tragenden Schubblökken mit einer von der Anzahl der Schubblöcke abweichenden Anzahl von Stellantrieben können die Schubblöcke miteinander zu einem Verbund fest verbunden werden und der Stellantrieb bzw. die Stellantriebe an den Verbund so angeschlossen werden, daß die antreibenden Kräfte zumindest im wesentlichen gleichmäßig auf die Schubblöcke verteilt sind.When using several thrust blocks carrying the swivel axis with a number of actuators which deviate from the number of thrust blocks, the thrust blocks can be firmly connected to one another and the actuator or the actuators can be connected to the compound in such a way that the driving forces are at least essentially are evenly distributed over the push blocks.
Alternativ zur Verwendung von Gewindespindeln kann es sich bei dem Stellantrieb um einen Kettenantrieb handeln, dessen Kette um zwei amAs an alternative to using threaded spindles, the actuator can be a chain drive, the chain of which is two
Grundrahmen schwenkbar gelagerte Kettenräder läuft und an einer Stelle im Bereich der Schwenkachse am Parabolspiegel befestigt ist. Es kann beispielsweise ein Kettenantrieb jedem Schwenklager der Schwenkachse zugeordnet werden und die Kettenantriebe können synchronisiert angetrieben werden, beispielsweise dadurch, daß die Antriebskettenräder über eine gemeinsame Welle angetrieben werden.The base frame of the pivoted sprockets runs and is attached to the parabolic mirror at one point in the area of the pivot axis. For example, a chain drive can be assigned to each pivot bearing of the pivot axis and the chain drives can be driven synchronously, for example by driving the drive sprockets via a common shaft.
Der Stellantrieb kann aber auch anders realisiert werden. Beispielsweise kann es sich bei dem Stellantrieb um einen hydraulischen Antrieb handeln oder es kann eine Zahnstange, ein Zahnriemen oder eine Kette am Grundrahmen befestigt werden und mit einem angetriebenen Ritzel käm- men, das am Schubblock bzw. an jedem Schubblock angebracht ist. Zur Bewegung der Schubblöcke kommen auch umlaufende Seilzüge in Frage, die vorzugsweise mit mindestens zwei Rollen so ausgeführt sind, daß das eine Ende des Seils aufgewickelt und das andere Ende gleichzeitig abgewickelt wird.The actuator can also be implemented differently. For example, the actuator can be a hydraulic drive or a toothed rack, toothed belt or chain can be attached to the base frame and mesh with a driven pinion that is attached to the thrust block or to each thrust block. For the movement of the push blocks, revolving cable pulls are also possible, which are preferably designed with at least two rollers so that one end of the cable is wound up and the other end is unwound at the same time.
Es ist nicht zwingend erforderlich, für jeden Schubblock einen Antrieb vorzusehen, es genügt schließlich, wenn an einem Schubblock ein Antrieb vorgesehen ist und an einem anderen Schubblock oder an anderenIt is not absolutely necessary to provide a drive for each thrust block, after all it is sufficient if a drive is provided on one thrust block and on another or on another
Schubblöcken Führungseinrichtungen vorgesehen sind, die an Führungs- stangen oder Schienen am Grundrahmen geführt sind. Egal welcher Stellantrieb gewählt wird, ist dieser vorzugsweise so ausgelegt, daß der Spiegel in einer angesteuerten Position verbleibt. Dies kann dadurch erreicht werden, daß der Stellantrieb so ausgelegt ist, daß er nicht umkehrbar ist, d.h. so, daß der Motor den Parabolspiegel antreiben kann, Kräfte, die auf den Parabolspiegel ausgeübt werden, jedoch nicht zu einer Verstellung desselben führen können. Dies kann auch dadurch realisiert werden, daß der Antriebsmotor als Bremse wirkt oder eine Bremse aufweist, um den Stellantrieb in der jeweils angefahrenen Position zu halten. Bevorzugt wird zur Fixierung der Schubblöcke die Selbsthaltung genutzt, die bspw. in einem Schneckengetriebe erreichbar ist.Shear blocks guide devices are provided which are guided on guide rods or rails on the base frame. No matter which actuator is selected, it is preferably designed so that the mirror remains in a controlled position. This can be achieved in that the actuator is designed so that it is not reversible, ie in such a way that the motor can drive the parabolic mirror, forces which are exerted on the parabolic mirror but cannot lead to an adjustment thereof. This can also be achieved in that the drive motor acts as a brake or has a brake in order to hold the actuator in the position it is approaching. Is preferred for Fixing the thrust blocks used the self-hold, which can be reached, for example, in a worm gear.
Besonders günstig ist es, wenn eine Feder oder mehrere Federn, bei- spielsweise in Form eines Gummiseils oder mehrerer Gummiseile vorgesehen ist bzw. sind, um die Stellkraft des zum Schwenken des Parabolspiegels vorgesehenen Motors bzw. der zum Schwenken des Parabolspiegels vorgesehenen Motoren zu unterstützen. Hierdurch kann die vom Motor bzw. von den Motoren zu liefernde Stellkraft herabgesetzt werden, so daß der Motor bzw. die Motoren und die gesamte Konstruktion leichter gebaut werden können. Für die Schwenkbewegung des Parabolspiegels kann auf vorteilhafte Weise ein herkömmlicher Garagentorantrieb verwendet werden, wodurch der Stellantrieb preisgünstig realisiert werden kann.It is particularly expedient if a spring or a plurality of springs, for example in the form of a rubber cable or a plurality of rubber cables, is or are provided in order to support the actuating force of the motor provided for pivoting the parabolic mirror or of the motors provided for pivoting the parabolic mirror. As a result, the actuating force to be supplied by the motor or motors can be reduced, so that the motor or motors and the entire construction can be built more easily. A conventional garage door drive can advantageously be used for the pivoting movement of the parabolic mirror, as a result of which the actuator can be implemented at low cost.
Besonders günstig ist es, wenn der Receiver an einem Ende eines Tragarms getragen ist, dessen anderes Ende im Bereich der unteren Kante des Parabolspiegels angelenkt ist, vorzugsweise an der genannten Tragstruktur, und beim Hinaufschwenken des Parabolspiegels mit aufschwenkbar ist. Das Hochschwenken des Receivers kann einfach durch Anlage des Tragarms an der genannten Tragstruktur erfolgen. Das heißt, es ist keine getrennte Stelleinrichtung für den Receiver erforderlich. Diese Anordnung hat darüber hinaus den Vorteil, daß der Receiver im heruntergeschwenkten Zustand des Parabolspiegels stets von diesem abgedeckt und geschützt ist. Bei schweren Receivern kann ein Seil zwischen dem Receiver und der Innenseite des Spiegels gespannt werden, so daß die hohen Hebekräfte aufgenommen werden.It is particularly expedient if the receiver is carried on one end of a support arm, the other end of which is articulated in the region of the lower edge of the parabolic mirror, preferably on the support structure mentioned, and can also be pivoted open when the parabolic mirror is swung up. The receiver can be swiveled up simply by placing the support arm on the support structure mentioned. This means that no separate control device is required for the receiver. This arrangement also has the advantage that the receiver is always covered and protected by the parabolic mirror when it is swung down. With heavy receivers, a rope can be stretched between the receiver and the inside of the mirror so that the high lifting forces are absorbed.
Es ist außerdem möglich, eine oder mehrere Federn, beispielsweise in Form eines Gummiseils oder mehrerer Gummiseile vorzusehen, die vom Receiver zum vorderen Teil des Grundrahmens verläuft bzw. verlaufen und im herauf geschwenkten Zustand des Parabolspiegels gespannt ist bzw. sind. Hierdurch wird eine Drehmoment am Parabolspiegel erzeugt. Dies hat den Vorteil, daß die Federn oder Gummiseile, wenn der Parabol- spiegel maximal aufgeklappt ist, einen Großteil der Haltekräfte aufnehmen und beim Herunterschwenken des Parabolspiegels werden die Stellantriebe unterstützt. Gerade für die Bewegung des Parabolspiels aus dem maximal herauf geschwenkten Zustand in einen weiter nach unten geschwenkten Zustand wird eine verhältnismäßig große Stellkraft benötigt, die jetzt aufgrund der Federkraft nur zum Teil vom Stellantrieb erzeugt werden muß.It is also possible to provide one or more springs, for example in the form of a rubber cord or a plurality of rubber ropes, which from Receiver runs to the front part of the base frame and is or are tensioned when the parabolic mirror is pivoted up. This creates a torque on the parabolic mirror. This has the advantage that the springs or rubber cables, when the parabolic mirror is opened to the maximum, absorb a large part of the holding forces and the actuators are supported when the parabolic mirror is swung down. Especially for the movement of the parabolic game from the maximally swung-up state into a further swung-down state, a relatively large actuating force is required, which now only has to be generated in part by the actuator due to the spring force.
Weiterhin werden der Receiver und die Lenkarme in ihre Sollposition im aufgeklappten Zustand des Parabolspiegels festgehalten.Furthermore, the receiver and the steering arms are held in their desired position when the parabolic mirror is open.
Auch ist es möglich, eine oder mehrere Federn, beispielsweise in Form eines Gummiseils oder mehrerer Gummiseile vorzusehen, die von der Vorderseite des Grundrahmens zu einer im Bereich der im Betrieb unteren Kante des Parabolspiegels angeordnete Tragstruktur für den Parabolspie- gel verläuft bzw. verlaufen und im heruntergeschwenkten Zustand des Parabolspiegels gespannt ist bzw. sind. Diese Federn, die im heraufgeschwenkten Zustand des Parabolspiegels nicht mehr gespannt sind, liefern bei der anfänglichen Heraufschwenkbewegung des Parabolspiegels eine Kraft, die den Stellantrieb unterstützt und auch hier die maximal er- forderliche Stellkraft herabsetzt mit den bisher erwähnten Vorteilen.It is also possible to provide one or more springs, for example in the form of a rubber rope or a plurality of rubber ropes, which run or run from the front of the base frame to a support structure for the parabolic mirror arranged in the region of the lower edge of the parabolic mirror during operation swung down state of the parabolic mirror is or are tensioned. These springs, which are no longer tensioned when the parabolic mirror is swung up, deliver a force during the initial swiveling up movement of the parabolic mirror, which supports the actuator and also reduces the maximum required force with the advantages mentioned above.
Die äußere Form des Parabolspiegels ist im Prinzip unkritisch. Dieser kann in Draufsicht in etwa halbkreisförmig, rechteckig oder rechteckig mit abgerundeten Ecken sein, wobei im letzteren Fall insbesondere die der unteren Kante abgewandten Ecken abgerundet sind. Eine in Draufsicht ersichtliche leichte Krümmung der unteren Kante wird in seinem Ausmaß durch die Bodenfreiheit im Bereich des Grundrahmens begrenzt. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Parabolspiegel eine Gestalt aufweist, die sich durch die Schneidkurve zwischen einem halbparabolischen Drehkörper und einer quer zur Drehachse des Drehkörpers stehenden Ebene ergibt. Diese Konstruktion stellt sicher, daß der Parabolspiegel die kleinst- mögliche Bautiefe aufweist.In principle, the external shape of the parabolic mirror is not critical. In plan view, this can be approximately semicircular, rectangular or rectangular be rounded corners, in the latter case in particular the corners facing away from the lower edge are rounded. A slight curvature of the lower edge seen in plan view is limited in its extent by the ground clearance in the area of the base frame. It is particularly preferred if the parabolic mirror has a shape that results from the cutting curve between a semi-parabolic rotating body and a plane that is transverse to the axis of rotation of the rotating body. This construction ensures that the parabolic mirror has the smallest possible depth.
Besonders bevorzugte Möglichkeiten der Herstellung des Parabolspiegels ergeben sich aus den Ansprüchen 35,38 und 62. Besonders günstig ist es, wenn ein flüssiges Metall, beispielsweise Zink, als Wärmeträger im Receiver benutzt wird. Es können ebenso geschmolzene Salze, Thermoöl, Was- ser oder ein Heißgasmotor (Stirlingmotor) direkt zum Einsatz kommen. Mit Hilfe eines Sekundärreflektors könnte die solare Strahlungsenergie direkt auf einen Speicher konzentriert werden, der sich in oder auf der Mitte des Grundrahmens befindet. Hier könnte Zink ein besonders gutes Speichermedium sein, da es bei 420°C schmilzt und 111 kJ/kg beim Phasenwech- sei aufnimmt. Zur direkten Stromerzeugung können auch Solarzellen im Brennpunkt angebracht werden.Particularly preferred options for producing the parabolic mirror result from claims 35, 38 and 62. It is particularly expedient if a liquid metal, for example zinc, is used as the heat carrier in the receiver. Molten salts, thermal oil, water or a hot gas engine (Stirling engine) can also be used directly. With the help of a secondary reflector, the solar radiation energy could be concentrated directly on a storage located in or on the center of the base frame. Zinc could be a particularly good storage medium here, since it melts at 420 ° C and absorbs 111 kJ / kg during a phase change. Solar cells can also be attached to the focal point for direct power generation.
Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Patentansprüchen zu entnehmen.Particularly preferred embodiments of the invention can be found in the patent claims.
Die Erfindung wird nachfolgend näher erläutert anhand von zwei Ausführungsbeispielen, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind. Es zeigen: Figur 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes konzentrierendesThe invention is explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments which are shown in the accompanying drawings. Show it: Figure 1 is a plan view of an inventive concentrating
Solarenergiesystem mit heruntergeschwenktem Parabolspiegel,Solar energy system with lowered parabolic mirror,
Figur 2 eine Ansicht des erfindungsgemäßen konzentrierenden Solarenergiesystems der Figur 1 in Pfeilrichtung II der Figur 1 gesehen, d.h. von hinten gesehen.Figure 2 is a view of the concentrating solar energy system according to the invention of Figure 1 seen in the direction of arrow II of Figure 1, i.e. seen from behind.
Figur 3 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Solarenergiesys- tems der Figur 2 in Pfeilrichtung III gesehen,3 shows a side view of the solar energy system according to the invention from FIG. 2 seen in the direction of arrow III,
Figur 4 eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Solarenergiesystems gemäß Figur 1 bis 3 im hinauf geschwenkten Zustand,FIG. 4 shows a front view of the solar energy system according to the invention according to FIGS. 1 to 3 in the pivoted-up state,
Figurencharacters
5A - 5E eine Skizzenfolge zur Erläuterung des Hinaufschwenkens des5A-5E a sketch sequence to explain the swinging up of the
Parabolspiegels des Solarenergiesystems gemäß Figuren 1 - 4,Parabolic mirror of the solar energy system according to FIGS. 1-4,
Figuren 6A - 6C eine Skizzenreihe ähnlich der Skizzenreihe 5A-5E, jedoch für eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Solarenergiesystems,FIGS. 6A-6C show a sketch series similar to the sketch series 5A-5E, but for a further particularly preferred embodiment variant of the solar energy system according to the invention,
Figuren 7 und 8 zwei weitere erfindungsgemäße Beispiele eines Parabolspiegels mit eingebauten versteifenden Dreiecksrahmen,FIGS. 7 and 8 show two further examples of a parabolic mirror according to the invention with built-in stiffening triangular frames,
Figuren 9A und 9B Zeichnungen entsprechend den Fig. 5A und 5D zur Erläute- rung einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Solarenergiesystems, Figuren 10A und 10B Zeichnungen entsprechend den Zeichnungen 6A und 6C zur Erläuterung einer weiteren Variante des Solarenergiesystems,FIGS. 9A and 9B drawings corresponding to FIGS. 5A and 5D to explain a further variant of the solar energy system according to the invention, FIGS. 10A and 10B drawings corresponding to drawings 6A and 6C to explain a further variant of the solar energy system,
Figurencharacters
11 A - 11 J Zeichnungen zur Erläuterung verschiedener Möglichkeiten zur11 A - 11 J drawings to explain various options for
Realisierung eines erfϊndungsgemäßen Parabolspiegels,Realization of a parabolic mirror according to the invention,
Figurencharacters
12 A - 12D Zeichnungen, die verschiedene Möglichkeiten angeben, wie ein erfindungsgemäßer Parabolspiegel aus Segmenten hergestellt werden kann,12 A-12D drawings which indicate various possibilities of how a parabolic mirror according to the invention can be produced from segments,
Figurencharacters
13 A - 13H Zeichnungen, die eine erfindungsgemäße technische Möglichkeit zur Herstellung eines Parabolspiegels aus einzelnen, aus Extruderschaum bestehenden Segmenten zeigen, wobei die Figuren 13B und 13C Ansichten des Segments der Figur 13A entsprechend den Pfeilen 13B bzw. 13C zeigen, Figur 13D ein13A-13H drawings which show a technical possibility according to the invention for producing a parabolic mirror from individual segments consisting of extruded foam, FIGS. 13B and 13C showing views of the segment of FIG. 13A corresponding to the arrows 13B and 13C, FIG. 13D
Verbindungselement darstellt, das ebenfalls aus extrudiertem Polystyrol- oder Polyurethanschaum besteht und ggf. aus dem Segment gemäß Figur 13A herausgeschnitten werden kann, Figur 13E, die der Darstellung der Fig. 13C entspricht, jedoch mit eingesetztem Verbindungselement nach Figur 13D, FigurFIG. 13E, which corresponds to the illustration in FIG. 13C, but with the connecting element in accordance with FIG. 13D, FIG. 13, which is also made of extruded polystyrene or polyurethane foam and can optionally be cut out of the segment according to FIG. 13A
13F eine Draufsicht auf ein Segment ähnlich der Figur 13A, jedoch mit erfindungsgemäß angesetzten Verbindungselementen nach Figur 13D, Figur 13G eine Darstellung entsprechend dem unteren rechten Sektor 142 gemäß Fig. 12B und die Figur 13H die Verbindung zweier kleinerer Segmente ent- sprechend der Schnittebene 13H-13H gemäß Fig. 13G aneinander,13F shows a plan view of a segment similar to FIG. 13A, but with connecting elements according to the invention according to FIG. 13D, FIG. 13G shows a representation corresponding to the lower right sector 142 according to FIG. 12B and FIG. 13H shows the connection of two smaller segments. speaking to each other the section plane 13H-13H according to FIG. 13G,
Figur 14 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Anordnung ähnlich Figur 1 , jedoch ohne Parabolspiegel und die damit verbundenen Lenkgestänge, um eine Möglichkeit der horizontalen Nachführung darzustellen,14 shows a plan view of an arrangement according to the invention similar to FIG. 1, but without a parabolic mirror and the steering linkage connected therewith, in order to illustrate a possibility of horizontal tracking,
Figuren 15A bis 15C Zeichnungen, die einen erfindungsgemäßen Antrieb zeigen, der für die vertikale Nachführung des erfindungsgemäßen Parabolspiegels verwendet werden kann, wobei die Figur 15B eine Schnittzeichnung entsprechend der Schnittebene 15B-15B in Figur 15A zeigt und die Figur 15C eine Draufsicht auf die Figur 15A in Pfeilrichtung 15C darstellt,FIGS. 15A to 15C are drawings which show a drive according to the invention which can be used for the vertical tracking of the parabolic mirror according to the invention, FIG. 15B showing a sectional drawing corresponding to the sectional plane 15B-15B in FIG. 15A and FIG. 15C a plan view of FIG. 15A in the direction of arrow 15C,
Figur 16 eine Draufsicht entsprechend der Figur 15C zeigt, jedoch von einer weiteren erfindungsgemäßen Anordnung für die vertikale Nachführung des Parabolspiegels, undFIG. 16 shows a plan view corresponding to FIG. 15C, but of a further arrangement according to the invention for the vertical adjustment of the parabolic mirror, and
Figuren 17,Figures 17,
18A, 18B,18A, 18B,
19A, 19B,19A, 19B,
19C, 20A, 20B, 21,19C, 20A, 20B, 21,
22A, 22B und 22C Abwandlungen der bisher beschriebenen Konstruktionen zeigen, die als besonders vorteilhaft empfunden werden.22A, 22B and 22C show modifications of the constructions described so far which are perceived as being particularly advantageous.
Die Figur 1 zeigt zunächst eine Draufsicht auf die Rückseite eines erfindungsgemäßen Parabolspiegels 10 im heruntergeschwenkten Zustand. Aus dieser Darstellung erkennt man die im Betrieb untere, in Draufsicht geradlinig erscheinende Kante 12 des Parabolspiegels sowie dessen im wesentlichen halbkreisförmige Gestalt. Der Parabolspiegel 10 ist an einem Grundrahmen 14 in noch zu erläuternder Weise angebracht, wobei der Grundrahmen aus zwei Längsträgern 16 und 18 besteht, die mittels Querträger 20 und 22 zu einem in etwa quadratischen Rahmen ergänzt sind, wobei zwei Diagonalstreben 24 und 26 für die notwendige Stabilität des Grundrahmens sorgen. An den vier Ecken des Grundrahmens im Bereich der Verbindungspunkte zwischen den Eckträgern 16, 18 und den Querträgern 20, 22 befinden sich vier Räder 28, die an einem kreisförmigen Fundament 30 laufen können, um somit eine Drehung des Grundrahmens um die senkrechte Achse 32 zu ermöglichen.FIG. 1 first shows a top view of the back of a parabolic mirror 10 according to the invention in the swung-down state. From this representation, one can see the lower edge 12 of the parabolic mirror, which appears straight in plan view in operation, and its substantially semicircular shape. The parabolic mirror 10 is attached to a base frame 14 in a manner still to be explained, the base frame consisting of two side members 16 and 18, which are supplemented by means of cross members 20 and 22 to form an approximately square frame, two diagonal struts 24 and 26 being necessary Ensure the stability of the base frame. At the four corners of the base frame in the area of the connection points between the corner beams 16, 18 and the cross beams 20, 22 there are four wheels 28 which can run on a circular foundation 30, in order thus to enable the base frame to be rotated about the vertical axis 32 ,
Aus der Figur 2 ist zu erkennen, daß der Parabolspiegel 10 im herunterge- schwenkten Zustand und in Vorderansicht eine relativ flache, gekrümmte Gestalt aufweist, dessen maximale Tiefe in der Mitte mit T angegeben ist.It can be seen from FIG. 2 that the parabolic mirror 10 has a relatively flat, curved shape in the swung-down state and in front view, the maximum depth of which is indicated by T in the middle.
Bei einer praktischen Ausführungsform kann die Länge der unteren Kante 12 des Spiegels beispielsweise etwa 8 m betragen, so daß die radiale Höhe des Spiegels etwa 4 m ist und die maximale Bautiefe T gemäß Figur 2 etwa 100 cm beträgt. Es ist aus Figur 2 ohne weiteres ersichtlich, daß die Gesamtkonstruktion im heruntergeschwenkten Zustand eine sehr niedrige Bauhöhe aufweist und daß der Grundrahmen sich entsprechend niedrig bauen läßt.In a practical embodiment, the length of the lower edge 12 of the mirror can be approximately 8 m, for example, so that the radial height of the mirror is approximately 4 m and the maximum depth T according to FIG. 2 is approximately 100 cm. It is readily apparent from Figure 2 that the overall construction has a very low overall height when swung down and that the base frame can be built correspondingly low.
Die Seitenansicht gemäß Figur 3 läßt auch erkennen, daß eine Tragstruktur 34 an der unteren Kante 12 des Parabolspiegels anschließt und durch die Verbindung des Parabolspiegels entlang der gesamten Länge der Tragstruktur 34, d.h. entlang der gesamten gekrümmten Fläche in Figur 2, der Parabolspiegel durch diese Tragstruktur 34 entsprechend versteift wird. D.h. die offene Fläche des Paraboloids wird durch 34 in der dritten Dimension geschlossen und somit erheblich versteift. Bei hohen Stabilitätsanforderungen können speichenartige Verstrebungen oder Seil- abspannungen eingesetzt werden.The side view according to FIG. 3 also shows that a support structure 34 adjoins the lower edge 12 of the parabolic mirror and through the connection of the parabolic mirror along the entire length of the support structure 34, ie along the entire curved surface in FIG Figure 2, the parabolic mirror is stiffened accordingly by this support structure 34. Ie the open area of the paraboloid is closed by 34 in the third dimension and thus stiffened considerably. For high stability requirements, spoke-like struts or cable bracing can be used.
Die Tragstruktur bzw. Versteifung 34 dient auch der schwenkbaren Aufhängung des Parabolspiegels um die Schwenkachse 36, die durch Stifte definiert ist, die in an der Tragstruktur angebrachten Laschen 38 und in am Grundrahmen 14 verschiebbar geführten Schubblöcken 40 montiert bzw. gelagert sind. Wie aus Figur 1 und Figur 2 hervorgeht, sind in diesem Beispiel zwei Schubblöcke 40 vorgesehen, die jeweils in einem der als U- förmige Schiene realisierten Längsträger 16 bzw. 18 angeordnet und zum Hinaufschwenken bzw. Herunterschwenken des Parabolspiegels um die Schwenkachse 36 entlang der jeweiligen U-förmigen Schiene 16, 18 verschiebbar sind, wie aus den Figuren 5A-5E ohne weiteres ersichtlich ist.The support structure or stiffener 34 also serves for the pivotable suspension of the parabolic mirror about the pivot axis 36, which is defined by pins which are mounted or mounted in tabs 38 attached to the support structure and in push blocks 40 which are displaceably guided on the base frame 14. As can be seen from FIG. 1 and FIG. 2, two thrust blocks 40 are provided in this example, each of which is arranged in one of the longitudinal beams 16 or 18 realized as a U-shaped rail and for pivoting up or downward pivoting of the parabolic mirror about the pivot axis 36 along the respective one U-shaped rails 16, 18 are displaceable, as is readily apparent from FIGS. 5A-5E.
Aus der Seitenansicht der Figur 3 sieht man außerdem einen Lenkarm 42, der an seinem einen Ende, dem linken Ende 44 in Figur 3, schwenkbar um die Anlenkachse 46 an der Rückseite des Parabolspiegels in dessen mittlerem Bereich angelenkt ist und an seinem anderen, in Figur 3 rechten Ende 48 an einem Stützpunkt 50 um eine weitere Schwenkachse 52 angelenkt ist. Der Stützpunkt 50 ist von einem Tragpfosten 54 gebildet, der am Grundrahmen 14 befestigt ist und durch eine entsprechende Ver- strebung 56 versteift wird. Der Stützpunkt in Figur 3, d.h. die Lage der Schwenkachse 52, ist vorzugsweise nicht unbedingt oberhalb des Grundrahmens. Wichtig ist, daß der Punkt, 46 in Fig. 3 in aufgeklapptem Zustand (siehe Fig. 5B bis 5E) stets oberhalb der Linie zwischen 52 und 36 in Fig. 3 bleiben muß, da sonst der Spiegel nicht mehr zugeklappt wer- den kann. Die Schubbewegung würde sonst ein nach unten gerichtetes Drehmoment erzeugen. Die Höhe des Stützpunkts 52 in Fig. 3 beeinflußt also den maximalen Aufklappwinkel des Spiegels. Dies kann in der Nähe des Äquators zu Problemen führen. Wahrscheinlich ist die optimale Höhe von 52 in Fig. 3 bei der gleichen Höhe 36 in Fig. 3 gegeben. Das muß die Praxis zeigen. Dadurch, daß der Anlenkpunkt 52 in etwa bei der maximalen Höhe des Parabolspiegels im heruntergeschwenkten Zustand sich befindet, ist der Lenkarm 42 zumindest im wesentlichen geradlinig ausgebildet und könnte vollständig gerade ausgebildet werden, wenn der Stütz- punkt 52 geringfügig höher plaziert wäre als in Fig. 3 gezeigt. In der Tat sind zwei Lenkarme 42 vorgesehen, wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, und sie sind am Hauptrahmen unmittelbar benachbart zu den Schubblöcken 40 angeordnet.From the side view of Figure 3 you can also see a steering arm 42 which is pivoted at one end, the left end 44 in Figure 3, pivotable about the articulation axis 46 on the back of the parabolic mirror in its central region and at its other, in Figure 3 right end 48 is articulated at a base 50 about a further pivot axis 52. The support point 50 is formed by a support post 54 which is fastened to the base frame 14 and is stiffened by a corresponding strut 56. The base in Figure 3, ie the position of the pivot axis 52, is preferably not necessarily above the base frame. It is important that the point 46 in FIG. 3 in the opened state (see FIGS. 5B to 5E) always have to remain above the line between 52 and 36 in FIG. 3, since otherwise the mirror will no longer be closed. that can. The pushing motion would otherwise produce a downward torque. The height of the support point 52 in FIG. 3 thus influences the maximum opening angle of the mirror. This can cause problems near the equator. The optimal height of 52 in FIG. 3 is probably given at the same height 36 in FIG. 3. Practice has to show that. Because the articulation point 52 is approximately at the maximum height of the parabolic mirror in the swung-down state, the steering arm 42 is at least essentially straight and could be made completely straight if the support point 52 were placed slightly higher than in FIG. 3 shown. In fact, two steering arms 42 are provided, as can be seen in FIGS. 1 and 2, and they are arranged on the main frame immediately adjacent to the push blocks 40.
Innerhalb des Parabolspiegels 10 gemäß Figur 3 befinden sich zwei Tragarme 58, von denen nur der eine in Figur 3 ersichtlich ist, wobei jedoch beide Tragarme in Figur 4 zu sehen sind. Jeder Tragarm 58 ist an seinem einen Ende schwenkbar am Parabolspiegel 10 angelenkt, und zwar bei einer Anlenkachse 60 im Bereich des Übergangs zwischen der unteren Kante 12 und der Tragstruktur 34 und ist an seinem anderen Ende mit einem Receiver 62 verbunden, der im heraufgeschwenkten Zustand des Parabolspiegels gemäß Figur 4 sich im Brennpunkt des Parabolspiegels befindet.3 there are two support arms 58, only one of which can be seen in FIG. 3, but both support arms can be seen in FIG. 4. Each support arm 58 is pivotally articulated at one end on the parabolic mirror 10, specifically at an articulation axis 60 in the region of the transition between the lower edge 12 and the support structure 34 and is connected at its other end to a receiver 62 which, in the pivoted-up state of the Parabolic mirror according to Figure 4 is located in the focal point of the parabolic mirror.
Das Hinaufschwenken bzw. Herunterschwenken des Parabolspiegels 10 wird nachfolgend anhand der Figuren 5A-5E näher erläutert, wobei die Figur 5A der Figur 3 entspricht, jedoch nur zu einem kleineren Maßstab. Es handelt sich hier um die Ruhestellung des Parabolspiegels 10, d.h. der vollständig heruntergeklappte Zustand, und es ist aus dieser Figur er- sichtlich, daß der Receiver 62 und die Tragarme 58 sowie der gesamte Bereich unterhalb des Parabolspiegels von diesem abgedeckt und geschützt sind. Auch die spiegelnde Oberfläche des Parabolspiegels, auf dessen Unterseite in Figur 5A, ist auf diese Weise in der Ruhestellung geschützt.The swiveling up or swiveling down of the parabolic mirror 10 is explained in more detail below with reference to FIGS. 5A-5E, FIG. 5A corresponding to FIG. 3, but only on a smaller scale. This is the rest position of the parabolic mirror 10, ie the completely folded-down state, and it is evident from this figure Visible that the receiver 62 and the support arms 58 and the entire area below the parabolic mirror are covered and protected by this. The reflecting surface of the parabolic mirror, on the underside of which is shown in FIG. 5A, is also protected in this way in the rest position.
Wenn jetzt die Sonne scheint, wird nunmehr für eine Bewegung desIf the sun is now shining, the movement of the
Schubblockes 40 in Pfeilrichtung 70 gesorgt, wodurch der Parabolspiegel 10 gezwungen wird, aufgrund der Gestängeanordnung 42, sich in Pfeilrichtung 72 um die Schwenkachse 36 des Schubblockes 40 im Uhrzeiger- richtung hinaufzuschwenken. Der Receiver 62 bleibt während dieser ursprünglichen Schwenkbewegung noch am Grundrahmen (am Querträger 20) liegen, da die Tragarme 58 um die Schwenkachse 60 schwenken, wird jedoch mit der Schwenkachse 60 nach vorne geschoben. Für die Auflage des Receivers kann auch eine Führungsschiene am Grundrahmen ange- bracht werden und am Receiver Rollen der Gleitschuhe.Thrust block 40 provided in the direction of arrow 70, whereby the parabolic mirror 10 is forced, due to the linkage arrangement 42, to pivot upward in the arrow direction 72 about the pivot axis 36 of the thrust block 40 in the clockwise direction. During this original pivoting movement, the receiver 62 remains on the base frame (on the cross member 20) since the support arms 58 pivot about the pivot axis 60, but is pushed forward with the pivot axis 60. A guide rail can also be attached to the base frame for the support of the receiver and rollers of the sliding blocks on the receiver.
Bei fortschreitender Verschiebung des Schubblockes 40 nach links erreicht man dann die Stellung gemäß Figur 5C, wo der Parabolspiegel 10 beinahe aufrecht steht und man sieht, daß in dieser Stellung die Tragar- me 58 in Berührung mit der Tragstruktur 34 gekommen sind und daß der Receiver 62 hierdurch bereits leicht angehoben ist. Der Receiver 62 befindet sich nunmehr im Brennpunkt des Parabolspiegels.When the push block 40 is shifted to the left, the position according to FIG. 5C is reached, where the parabolic mirror 10 is almost upright and one can see that in this position the support arms 58 have come into contact with the support structure 34 and that the receiver 62 this is already slightly raised. The receiver 62 is now at the focal point of the parabolic mirror.
Bei fortschreitender Verschiebung der Schubblöcke 40 nach links entlang der Hauptträger 16 und 18 bewegt sich der Parabolspiegel immer mehr nach hinten gemäß Figur 5D und anschließend Figur 5E, welche der maximale Schwenkwinkel des Parabolspiegels 10 darstellt. Es handelt sich bei dieser Schwenkbewegung um die Schwenkachse 36 um die vertikale Nachführung des Parabolspiegels, die notwendig ist, um der jeweiligen Höhe der Sonne zu folgen, damit die maximale Sonnenintensität empfangen und auf den sich im Brennpunkt befindlichen Receiver 62 konzentriert wird.As the push blocks 40 progressively move to the left along the main supports 16 and 18, the parabolic mirror moves more and more backwards according to FIG. 5D and then FIG. 5E, which represents the maximum pivoting angle of the parabolic mirror 10. This pivoting movement about the pivot axis 36 is the vertical tracking of the parabolic mirror, which is necessary to the respective Follow the height of the sun so that the maximum sun intensity is received and concentrated on the focal point receiver 62.
Wenn die Sonne am nachmittag am Himmel sinkt, wird der Schwenkwinkel durch Verschiebung der Schubblöcke 40 nach rechts aus der maximalen Stellung gemäß Figur 5E zunehmend verkleinert, so daß beispielsweise die Zwischenstellung gemäß Figur 5D und anschließend gemäß Figur 5C erreicht wird und der Sonnenuntergang vom Parabolspiegel gefolgt wird. Während die Drehbewegung um die Schwenkachse 36 für dieWhen the sun sets in the sky in the afternoon, the pivoting angle is increasingly reduced by moving the push blocks 40 to the right from the maximum position according to FIG. 5E, so that, for example, the intermediate position according to FIG. 5D and then according to FIG. 5C is reached and the sunset is followed by the parabolic mirror becomes. During the rotational movement about the pivot axis 36 for the
Nachführung des Parabolspiegels je nach Höhenstellung der Sonne sorgt, sorgt eine gleichzeitig ausgeführte Drehbewegung um die Senkrechtachse 32 (nur in Figur 1 und Figur 5D gezeigt) für die horizontale Nachführung, d.h. die Drehbewegung entsprechend dem Pfeil 74.Tracking of the parabolic mirror depending on the height of the sun, a simultaneous rotary movement about the vertical axis 32 (only shown in FIG. 1 and FIG. 5D) ensures the horizontal tracking, i.e. the rotation according to arrow 74.
Wenn am Ende des Tages oder beispielsweise bei Schnee oder Regen keine ausreichende Sonneneinstrahlung mehr vorhanden ist, wird der vollständig heruntergeschwenkte Zustand gemäß Figur 3 bzw. 5A angefahren und der Parabolspiegel 10 funktioniert nunmehr als Dach.If, at the end of the day or, for example, when there is snow or rain, there is no longer sufficient sunshine, the fully pivoted-down state according to FIGS. 3 and 5A is approached and the parabolic mirror 10 now functions as a roof.
Es kann eine Mauer oder Auflagefläche der Form des Paraboloids entsprechend so gebaut werden, daß das Paraboloid direkt, flach und vollständig abdichtend aufliegt. An dieser Mauer können auch Verschlüsse angebracht werden, die das Paraboloid unlösbar mit ihr verbinden, so daß das Dach absolut dicht (bis zur Luftdichte!) und sturmfest ist. Das Paraboloid ist so auch gegen Druck von oben, z.B. bei Schneelast gesichert. Kuppeleffekt!A wall or support surface can be built according to the shape of the paraboloid so that the paraboloid lies directly, flat and completely sealing. Closures can also be attached to this wall that permanently connect the paraboloid to it, so that the roof is absolutely tight (up to airtightness!) And storm-proof. The paraboloid is thus also against pressure from above, e.g. secured in case of snow load. Dome effect!
Man kann sich jetzt leicht vorstellen, daß sich unterhalb des Parabolspie- gels in Figur 3 ein Schwimmbad oder ein Teil eines Schwimmbads befin- det, das unter anderem mit Energie beheizt werden kann, die vom Parabolspiegel gesammelt und an den Receiver 62 fokussiert wird. Es könnte sich aber ebenfalls bei dem Dach in Form des heruntergeschwenkten Parabolspiegels 10 um das Dach eines Hauses bzw. um einen Dachbereich eines Hauses handeln. Im übrigen kann der Spiegel im heruntergeschwenkten Zustand auch für die Beleuchtung des abgedeckten Raumes benutzt werden, denn es ist lediglich notwendig, eine einzige Lichtquelle im Bereich des Brennpunkts des Spiegels, d.h. etwas unterhalb des Bezugszeichens 30 in Figur 3 anzuordnen, um über den Parabolspiegel den Raum relativ gleichmäßig auszuleuchten. Dazu würden sich die inzwischen sehr kostengünstigen Deckenfluter hervorragend eignen.One can now easily imagine that there is a swimming pool or part of a swimming pool below the parabolic mirror in FIG. det, which can be heated with energy that is collected by the parabolic mirror and focused on the receiver 62. However, the roof in the form of the swung-down parabolic mirror 10 could also be the roof of a house or a roof area of a house. Otherwise, the mirror in the swung-down state can also be used to illuminate the covered area, because it is only necessary to arrange a single light source in the region of the focal point of the mirror, ie somewhat below reference number 30 in FIG. 3, in order to use the parabolic mirror to Illuminate the room relatively evenly. The floodlights, which are now very inexpensive, would be ideal for this.
Die Figuren 6A-6C zeigen nunmehr eine alternative Ausführungsform, bei der sowohl die Schubblöcke 40 wie auch die Lenkarme 42 im herunterge- schwenkten Zustand des Parabolspiegels 10 gemäß Figur 6A vollständig unterhalb des Parabolspiegels untergebracht sind und somit bestens geschützt sind. Diese Ausführungsform ist der ersten in fast jeder Hinsicht überlegen und wird daher in der Praxis bevorzugt. Gerade als Hausdach ist diese Konstruktion unschlagbar. Ein rechteckiges Haus kann auch mit zwei kleineren System bedeckt werden, die später mit Bezug auf die Fig. 11E näher beschrieben wird. Bei dieser Ausführungsform können die ungünstigen Hebelverhältnisse in den beiden Extrempositionen (ganz zu und ganz auf) leicht mit einer senkrechten Stange und einem zusätzlichen Seilzug ausgeglichen werden. Die senkrechte Stange wäre bei einer sol- chen Ausführung im Bereich der gerundeten Kante des Parabolspiegels in Fig. 1 anzuordnen und am Grundrahmen zu befestigen. Das Seil wäre so auszulegen, daß es sich von einer Umlenkrolle oben an der Stange in etwa senkrecht nach unten zu der Mitte der vorderen Kante des Parabolspiegels erstreckt. Durch eine Zugkraft am Seil kann dann der Parabolspiegel zu- nächst aus der geschlossenen Position angehoben werden bis die Hebelverhältnisse günstiger werden. In der extrem geneigten Position nach Fig. 5E kann das Seil wiederum gezogen werden um die Schließbewegung zu unterstützen. Zwischen den beiden Positionen kann das Seil schlaff wer- den oder nur leicht vorgespannt bleiben. Die Stange könnte auch als Träger für einen hochgelegenen Flüssigkeitsspeicher mit Schwerkraftumwälzung genutzt werden.FIGS. 6A-6C now show an alternative embodiment in which both the thrust blocks 40 and the steering arms 42 in the swiveled-down state of the parabolic mirror 10 according to FIG. 6A are accommodated completely below the parabolic mirror and are therefore optimally protected. This embodiment is superior to the first in almost every respect and is therefore preferred in practice. This construction is unbeatable as a house roof. A rectangular house can also be covered with two smaller systems, which will be described later with reference to FIG. 11E. In this embodiment, the unfavorable leverage in the two extreme positions (fully closed and fully open) can easily be compensated for with a vertical rod and an additional cable. In the case of such a design, the vertical rod would have to be arranged in the region of the rounded edge of the parabolic mirror in FIG. 1 and fastened to the base frame. The rope would have to be designed so that it extends from a deflection roller at the top of the rod approximately perpendicularly downwards to the center of the front edge of the parabolic mirror. The parabolic mirror can then be next be lifted from the closed position until the leverage ratios become more favorable. In the extremely inclined position according to FIG. 5E, the rope can be pulled again to support the closing movement. The rope can become slack between the two positions or only remain slightly pretensioned. The rod could also be used as a support for a high-altitude liquid storage with gravity circulation.
Es werden für die Ausführungsform gemäß Figuren 6A-6C die gleichen Bezugszeichen wie für die Ausführungsform gemäß Figuren 1- 5 benutzt und es gilt für Teile, die das gleiche Bezugszeichen aufweisen, die gleiche Beschreibung wie im Zusammenhang mit den Figuren 1-5, es sei denn, es wird etwas Gegenteiliges gesagt.The same reference numerals are used for the embodiment according to FIGS. 6A-6C as for the embodiment according to FIGS. 1-5, and the same description applies to parts having the same reference numerals as in connection with FIGS. 1-5 because something else is said.
Wie aus den Fig. 6A-6C ersichtlich ist, sind die Lenkarme 42, von denen es auch hier zwei gibt (wobei nur der eine in den Figuren ersichtlich ist) an ihrem einem Ende an der Innenseite des Parabolspiegels 10 bei 46 und an ihrem anderen Ende bei 52 am Grundrahmen 14 schwenkbar angelenkt. Die Schubblöcke 40 befinden sich nunmehr auf der "inneren" Seite der Tragstruktur 34. Für diesen Fall müssen die in Fig. 1 II dargestellten Durchbrüche 128 in die Tragstruktur 34 vorgesehen werden, da sich beim Aufschwenken des Paraboloids 10 die Schubblöcke 40 durch die Tragstruktur 34 hindurchbewegen, d.h. auf der linken Seite dieser Tragstruktur in Figur 6A. Auch bei dieser Ausführungsform wird der Receiver 62 von zwei A-förmig angeordneten Tragarmen 58 getragen, die an jeweiligen Anlenkachsen 60 im Bereich der im Betrieb unteren Kante 12 des Parabolspiegels und dessen Verbindung zu der Tragstruktur 34 schwenkbar angelenkt sind. Die Position der einzelnen Aufhängungspunkte muß folgenden Kriterien genügen, um das Auf- und Zuklappen zu ermöglichen. Bei der in Fig. 1 bis Fig. 5 dargestellten Variante muß die Strecke zwischen Fig. 3:46 und Fig. 3:36 stets kürzer sein als die Strecke zwischen Fig. 3:46 und dem Fuß- punkt der Verstrebung Fig. 3:50 auf dem Grundrahmen. Bei der besonders bevorzugten Variante in Fig. 6 muß die Strecke zwischen Fig. 6B:46 und Fig. 6B:36 stets kürzer sein als die Verbindung zwischen Fig. 6B:46 und dem Punkt Fig. 6B:52.As can be seen from FIGS. 6A-6C, the steering arms 42, of which there are also two (only one of which is shown in the figures), are at one end on the inside of the parabolic mirror 10 at 46 and at the other End pivoted at 52 on the base frame 14. The thrust blocks 40 are now on the "inner" side of the support structure 34. In this case, the openings 128 shown in FIG. 1 II must be provided in the support structure 34, since when the paraboloid 10 is pivoted open, the thrust blocks 40 pass through the support structure 34 move through, ie on the left side of this support structure in Figure 6A. In this embodiment too, the receiver 62 is carried by two A-shaped support arms 58, which are pivotably articulated on respective articulation axes 60 in the area of the lower edge 12 of the parabolic mirror during operation and its connection to the support structure 34. The position of the individual suspension points must meet the following criteria in order to enable opening and closing. In the variant shown in FIGS. 1 to 5, the distance between Fig. 3:46 and Fig. 3:36 must always be shorter than the distance between Fig. 3:46 and the base of the strut Fig. 3: 50 on the base frame. In the particularly preferred variant in FIG. 6, the distance between FIG. 6B: 46 and FIG. 6B: 36 must always be shorter than the connection between FIG. 6B: 46 and the point FIG. 6B: 52.
Sind diese Streckenverhältnisse nicht gegeben, so kann ist die Drehung des Paraboloids um Punkt 46 begrenzt bzw. der Spiegel könnte in der Ruheposition nicht vollständig geschlossen werden.If this distance is not given, the rotation of the paraboloid around point 46 can be limited or the mirror could not be completely closed in the rest position.
In dieser Ausführungsform sind die Lenkarme 42 leicht gekrümmt, was aber nicht zwingend erforderlich ist. Auch bei der Ausführungsform gemäß Figur 6A-6C erfolgt die Aufstellung des Parabolspiegels durch Verfahren der Schubblöcke 40 nach links bzw. nach rechts, je nachdem, ob der Spiegel hinaufgeschwenkt oder heruntergeschwenkt werden soll.In this embodiment, the steering arms 42 are slightly curved, but this is not absolutely necessary. In the embodiment according to FIGS. 6A-6C too, the parabolic mirror is set up by moving the push blocks 40 to the left or to the right, depending on whether the mirror is to be pivoted up or pivoted down.
Zusammengefaßt kann folgendes gesagt werden. Es wird in diesem Beispiel ein halbkreisförmiges, selbsttragendes Reflektorparaboloid 10 so in einem oder mehreren Punkten 52 und in einem oder mehreren weiteren Punkten 36 aufgehängt, daß eine Bewegung der die Punkte 36 tragenden Schubblöcke 40 (gleiche Anzahl wie die Befestigungspunkte 36) entlang einer durch die Träger des Grundrahmens gebildeten Führung das sche- renförmige Aufklappen des Reflektors 10 bewirkt. Die Schubblöcke 40 können entweder einzeln oder zusammengefaßt angetrieben werden. Der Antrieb kann beliebig erfolgen. Speziell aber durch eine Gewindestange, die parallel zur Schiene 16 bzw. 18 verläuft, wobei im Schubblock 40 ein Gewinde angebracht ist und die Bewegung durch Drehen der Gewindestange erfolgt. Der Antrieb kann aber auch durch Zahnstange, Zahnriemen oder Kette, die parallel zur Schiene 16 bzw. 18 angebracht ist und einem angetriebenen Ritzel, das am Schubblock 40 angebracht ist, erreicht wer- den.In summary, the following can be said. In this example, a semicircular, self-supporting reflector paraboloid 10 is suspended in one or more points 52 and in one or more further points 36 in such a way that a movement of the push blocks 40 carrying the points 36 (same number as the fastening points 36) along one through the Carrier of the base frame formed guide causes the scissors-like opening of the reflector 10. The thrust blocks 40 can be driven either individually or in combination. The drive can be arbitrary. Specifically, however, through a threaded rod that runs parallel to the rail 16 or 18, with a in the push block 40 Thread is attached and the movement is carried out by turning the threaded rod. The drive can also be achieved by a rack, toothed belt or chain, which is attached parallel to the rail 16 or 18 and a driven pinion, which is attached to the thrust block 40.
Die Befestigungspunkte 52 und/ oder die Befestigungspunkte 60 befinden sich innerhalb des Reflektorparaboloids. Dadurch wird ein besonders kompakter Aufbau erreicht. Die gesamte Mechanik kann unterhalb des Paraboloids angebracht werden und ist in der Ruheposition geschützt.The attachment points 52 and / or the attachment points 60 are located within the reflector paraboloid. This results in a particularly compact structure. The entire mechanism can be attached below the paraboloid and is protected in the rest position.
Die Befestigung des Receivers 62 kann bei diesen Systemen auch besonders einfach gelöst, werden. Es genügt die bewegliche Aufhängung im inneren Eck des Paraboloids 10. Beim Öffnen des Systems schleift der Receiver einfach entlang des Bodens oder entlang einer einfachen Latte, bis er von der unteren Kante des Paraboloids hochgehoben wird und sich darin automatisch im Fokus des Paraboloids befindet.The attachment of the receiver 62 can also be solved particularly simply in these systems. All it takes is the movable suspension in the inner corner of the paraboloid 10. When opening the system, the receiver simply grinds along the floor or along a simple slat until it is lifted from the lower edge of the paraboloid and is automatically in the focus of the paraboloid.
Die Figuren 7 und 8 zeigen jeweils eine Dreiecksverstrebung 80, die der Versteifung des Parabolspiegels 10 dient, wobei in Figur 7 die Dreiecksverstrebung ausgelegt ist, um mit einer Ausführungsform nach den Figuren 1 und 5 verwendet zu werden, während in Figur 8 die Verstrebung an die Ausführung gemäß Figur 6 angepaßt ist. Es sind sowohl bei der Ausführung gemäß Figur 7 als auch bei der Ausführung gemäß Fig. 8 jeweils zwei Dreiecksverstrebungen für jeden Parabolspiegel vorgesehen, wobei die Anzahl der Dreiecksverstrebungen, die zur Anwendung kommen, entsprechend der Anzahl von Lenkarmen 42 gewählt wird.FIGS. 7 and 8 each show a triangular strut 80 which serves to stiffen the parabolic mirror 10, the triangular strut in FIG. 7 being designed to be used with an embodiment according to FIGS. 1 and 5, while in FIG. 8 the strut is attached to the Version is adapted according to Figure 6. There are two triangular struts for each parabolic mirror both in the embodiment according to FIG. 7 and in the embodiment according to FIG. 8, the number of triangular struts that are used being selected according to the number of steering arms 42.
Bei beiden Ausführungsformen kommen die drei Spitzen des Dreiecks 82, 84 und 86 an Stellen zu liegen, die den jeweiligen Schwenkachsen 46, 60 bzw. 36 benachbart angeordnet sind. Die Dreiecksverstrebungen sind vorzugsweise an den Laschen bzw. Blöcken 38, 88 und 90 befestigt, die die Schwenkachsen 36, 60 bzw. 46 aufnehmen und sind darüber hinaus an den Parabolspiegel 10 bzw. an die entsprechende Tragstruktur 34 ange- bondet bzw. befestigt. Durch die Dreiecksverstrebungen sind die Stellungen der Schwenkachsen 36, 46 und 60 in Bezug aufeinander eindeutig festgelegt.In both embodiments, the three tips of the triangle 82, 84 and 86 come to lie at locations that correspond to the respective pivot axes 46, 60 or 36 are arranged adjacent. The triangular struts are preferably fastened to the brackets or blocks 38, 88 and 90 which accommodate the pivot axes 36, 60 and 46 and are also bonded or fastened to the parabolic mirror 10 or to the corresponding support structure 34. The positions of the pivot axes 36, 46 and 60 in relation to one another are clearly defined by the triangular struts.
Die Figuren 9A und B zeigen eine erfindungsgemäße Anordnung, die der Anordnung gemäß Figur 1 bis 5 im wesentlichen entspricht, weshalb für die gleichen Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet werden und die bisherige Beschreibung auch für die entsprechenden Teile gilt. Unterschiedlich zu der Ausführung gemäß Fig. 1 bis 5 ist an sich hauptsächlich die Ausbildung des Receivers 62, der nunmehr aus zwei Teilen besteht, nämlich einem Spiegel 100, der sich vor, in oder hinter dem Brennpunkt des Parabolspiegels befindet und einem Kollektor 102, der die vom Spiegel 100 reflektierten Strahlen empfängt und daher den eigentlichen Receiver bildet, der bei der bisherigen Ausführungsform direkt im Brennpunkt des Parabolspiegels angeordnet wurde. Es kann sich bei dem Spiegel 100 ebenfalls um einen Parabolspiegel oder sphärisch gekrümmten Spiegel handeln. Man merkt, daß bei dieser Ausführungsform der Kollektor 102 auf der Drehachse 32 des Grundrahmens 14 angeordnet ist, so daß er stets die gleiche Orientierung zum Spiegel 100 aufweist und mit dem Grundrahmen um die Achse 32 dreht. Dies gilt unabhängig von der jewei- ligen Stellung des Parabolspiegels. Die Winkelstellung des Spiegels 100 muß zu diesem Zweck entsprechend gewählt werden oder mit der vertikalen Sonnennachführung automatisch so verändert werden, daß am Receiver immer derselbe Punkt bestrahlt wird. Außerdem ist die Anordnung der Lenkarme 42 in Fig. 9A und 9B etwas anders realisiert als in den Figuren 1 bis 5.FIGS. 9A and B show an arrangement according to the invention which essentially corresponds to the arrangement according to FIGS. 1 to 5, which is why the same reference numerals are used for the same components and the previous description also applies to the corresponding parts. Different from the embodiment according to FIGS. 1 to 5 in itself is mainly the design of the receiver 62, which now consists of two parts, namely a mirror 100 which is located in front of, in or behind the focal point of the parabolic mirror and a collector 102 which receives the rays reflected by the mirror 100 and therefore forms the actual receiver, which was arranged directly in the focal point of the parabolic mirror in the previous embodiment. The mirror 100 can also be a parabolic mirror or a spherically curved mirror. It can be seen that in this embodiment the collector 102 is arranged on the axis of rotation 32 of the base frame 14, so that it always has the same orientation to the mirror 100 and rotates about the axis 32 with the base frame. This applies regardless of the position of the parabolic mirror. The angular position of the mirror 100 must be selected accordingly for this purpose or automatically changed with the vertical sun tracking so that the same point is always irradiated on the receiver. In addition, the arrangement of the Steering arms 42 in FIGS. 9A and 9B are implemented somewhat differently than in FIGS. 1 to 5.
Aus der Figur 9A sieht man einen besonderen Vorteil dieser Ausfüh- rungsform, nämlich daß sowohl der Spiegel 62 als auch der Kollektor 102 vollständig durch den nach unten geschwenkten Parabolspiegel 10 abgedeckt, d.h. geschützt ist.A particular advantage of this embodiment can be seen from FIG. 9A, namely that both the mirror 62 and the collector 102 are completely covered by the parabolic mirror 10 pivoted downwards, i.e. is protected.
Besonders günstig ist es wenn, abweichend von der Darstellung gemäß Fig. 9, der Reflektor 100 hinter dem Brennpunkt des Parabolspiegels unterhalb der Armen 58 angeordnet ist, da er dann die auf den Parabolspiegel einfallende Strahlen nicht im Wege steht und der Wirkungsgrad hierdurch höher ausfällt. Der Reflektor muß dann die vom Parabolspiegel kommenden Strahlen auf den Kollektor ausreichend konzentrieren bzw. verteilen. Der Receiver 62 kann aus dem gleichen Grund mit Vorteil hinter dem Brennpunkt unterhalb der Arme 58 angeordnet werden, d.h. wenn nur ein Kollektor und kein Reflektor zur Anwendung gelangt. Der Receiver kann dann mit Vorteil an den Armen schwenkbar angelenkt sein und so ausgelegt werden, daß er bei der Bewegung in die geschlossene Position (Fig. 5A) und aus dieser Position ein- bzw. ausgeklappt wird, wodurch sich eine sehr kompakte Anordnung ergibt.It is particularly favorable if, in a departure from the illustration according to FIG. 9, the reflector 100 is arranged behind the focal point of the parabolic mirror below the arms 58, since it then does not stand in the way of the rays incident on the parabolic mirror and the efficiency is thereby higher. The reflector must then concentrate or distribute the rays coming from the parabolic mirror sufficiently over the collector. Receiver 62 can advantageously be located behind the focal point below arms 58 for the same reason, i.e. if only one collector and no reflector is used. The receiver can then advantageously be pivoted on the arms and be designed such that it is folded in or out during this movement into the closed position (FIG. 5A), resulting in a very compact arrangement.
Die Figuren 10A und 10B zeigen eine weitere erfindungsgemäße Anordnung, die starke Ähnlichkeit mit der Anordnung gem. Fig. 9A und 9B hat, jedoch entsprechend der konkreten Auslegung der Figur 6 realisiert ist, d.h. daß bei dieser Ausführungsform die Lenkarme 42 sich innerhalb des Parabolspiegels befinden. Da die Receiveranordnung 62 bei der Figur 10- Ausführungsform identisch ist zu der der Figuren 9A und 9B, ist eine weitere Erklärung nicht notwendig, stattdessen gilt die Beschreibung der Figuren 9A und 9B für die Ausführungsform gemäß Figuren 10A und 10B.FIGS. 10A and 10B show a further arrangement according to the invention, which is very similar to the arrangement according to FIG. 9A and 9B has, however, been implemented in accordance with the specific design of FIG. 6, ie that in this embodiment the steering arms 42 are located within the parabolic mirror. Since the receiver arrangement 62 in the FIG. 10 embodiment is identical to that in FIGS. 9A and 9B, a further explanation is not necessary; instead, the description of FIGS. 9A and 9B applies to the embodiment in accordance with FIGS. 10A and 10B.
Die Figuren 11A bis 11 J dienen der Erläuterung der Auswahl der Form des Paraboloids.Figures 11A to 11 J serve to explain the selection of the shape of the paraboloid.
Bezugnehmend auf Figur 11 A wird zunächst das Grundprinzip eines Pa- rabolspiegels gezeigt. Hier werden eingehende parallele Strahlen 108, d.h. die Strahlen, die von der Sonne kommen und aufgrund der Entfernung der Sonne als parallele Strahlen 108 betrachtet werden können, stets auf den Brennpunkt 110 des Parabolspiegels 10 gerichtet.Referring to FIG. 11A, the basic principle of a parabolic mirror is shown first. Incoming parallel rays 108, i.e. the rays that come from the sun and can be viewed as parallel rays 108 due to the distance of the sun are always directed to the focal point 110 of the parabolic mirror 10.
Die Figur 1 1B macht deutlich, daß der mittlere Bereich des Parabolspiegels, d.h. dort, wo die parallelen Lichtstrahlen 108 sich zumindest im wesentlichen senkrecht auf den Oberflächenbereich 112 des Parabolspiegels 10 fallen, ein wirksamerer Bereich ist im Vergleich zu einem Außenbereich 114 der gleichen Abmessung, wo die eingehenden parallelen Strahlen 108 unter einem deutlichen Winkel auf die Oberfläche des Spiegels fallen. Hier entsteht ein geometrisch gegebener Verlust.Figure 11B shows that the central area of the parabolic mirror, i.e. where the parallel light rays 108 are at least substantially perpendicular to the surface area 112 of the parabolic mirror 10, a more effective area is compared to an outer area 114 of the same dimension where the incoming parallel rays 108 are at a significant angle on the surface of the mirror fall. Here there is a geometrically given loss.
Die Energiemenge bei den beiden Gruppen von Lichtstrahlen 108 ist die gleiche. Bei den Strahlen 108, die auf den mittleren Bereich 112 des Para- bolspiegels fallen, wird Energie in einem Bereich empfangen, der eineThe amount of energy in the two groups of light rays 108 is the same. With the rays 108 that fall on the central region 112 of the parabolic mirror, energy is received in a region that is one
Breite von 30 beliebigen Einheiten aufweist. Hierfür wird eine Fläche des Parabolspiegels benötigt, die sich ebenfalls über eine Breite von etwa 30 beliebigen Einheiten erstreckt. Bei den parallelen Strahlen 108, die unten auf den Bereich 114 des Parabolspiegels auftreffen, muß der entsprechen- de Bereich des Parabolspiegels jedoch eine Breite von etwa 41,80 Einhei- ten aufweisen. Mit anderen Worten, wird mehr Reflektorflächenbereich 114 benötigt als im Bereich 112, um die gleiche einfallende Lichtmenge wirksam zu reflektieren. Es ist somit wirtschaftlicher, einen mittleren Bereich des Parabolspiegels zum Zwecke der Erfindung auszuwählen als ei- nen Bereich, der weiter außen liegt, wo die Strahlen schräg auf die Spiegelfläche einfallen.Width of any 30 units. This requires an area of the parabolic mirror that also extends over a width of approximately 30 arbitrary units. In the case of the parallel beams 108, which strike the area 114 of the parabolic mirror at the bottom, the corresponding area of the parabolic mirror must, however, have a width of approximately 41.80 units. have ten. In other words, more reflector surface area 114 is required than in area 112 to effectively reflect the same amount of incident light. It is therefore more economical to select a central region of the parabolic mirror for the purpose of the invention than a region which is further out, where the rays fall obliquely onto the mirror surface.
Die Figur 1 IC zeigt beispielsweise wie ein Parabolspiegel 10 mit der Form, die in den bisherigen Figuren gezeigt ist, aus dem mittleren Bereich des Parabolspiegels gemäß Figur 11A bzw. 1 IB gebildet werden kann. Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Brennpunkt 110 in etwa in der horizontalen Ebene 111 in Fig. 1 IC liegt und dabei mit der unteren Kante 12 ausgerichtet ist, und zwar deshalb, weil der Receiver dann in einer günstigen Stellung angeordnet werden kann.FIG. 1 IC shows, for example, how a parabolic mirror 10 with the shape shown in the previous figures can be formed from the central region of the parabolic mirror according to FIGS. 11A and 1 IB. It is particularly advantageous if the focal point 110 lies approximately in the horizontal plane 111 in FIG. 1 IC and is aligned with the lower edge 12, namely because the receiver can then be arranged in a favorable position.
Figur HD macht deutlich, daß der Parabolspiegel nicht unbedingt als kontinuierliches Paraboloid realisiert werden muß, sondern daß mehrere Segmente, d.h. Spiegelfacetten 10A bis 101 zusammengesetzt werden können, um einen wirksamen Parabolspiegel zu erzeugen. Die Figur HD zeigt außerdem die Verwendung eines Receivers 62, bestehend aus einem Spiegel 100 und einem Kollektor 102 entsprechend den Ausführungsformen der Figuren 9A, 9B bzw. 10A, 10B und zeigt außerdem wie bei diesem Beispiel der Reflektor 100 eine ebene Spiegelfläche aufweisen kann und darüber hinaus innerhalb des Brennpunktes 110 des durch die Segmente 10A bis 10E realisierten Parabolspiegels angeordnet werden kann. Dies hat den Vorteil, daß die Abmessung zwischen dem Spiegel 100 und dem Parabolspiegel 10A bis 101 gegenüber den Ausführungen ohne Spiegel 100, wo der Receiver direkt im Brennpunkt 110 steht, verkürzt ist, was für die Wirksamkeit des Parabolspiegels und die kompakte Anordnung der Bauteile bei herunter geklappten Parabolspiegel sehr nützlich ist.Figure HD makes it clear that the parabolic mirror does not necessarily have to be realized as a continuous paraboloid, but that several segments, ie mirror facets 10A to 101, can be put together in order to produce an effective parabolic mirror. FIG. HD also shows the use of a receiver 62, consisting of a mirror 100 and a collector 102 in accordance with the embodiments of FIGS. 9A, 9B and 10A, 10B, and also shows how, in this example, the reflector 100 can have a flat mirror surface and above can also be arranged within the focal point 110 of the parabolic mirror realized by the segments 10A to 10E. This has the advantage that the dimension between the mirror 100 and the parabolic mirror 10A to 101 is shortened compared to the versions without a mirror 100, where the receiver is directly in the focus 110, which is very useful for the effectiveness of the parabolic mirror and the compact arrangement of the components when the parabolic mirror is folded down.
Die Figur HE zeigt wie man einen Parabolspiegel mit annähernd rechtek- kiger Form auf den mittleren Bereich eines Rotationsparaboloids abbilden kann. D.h. die zwei schraffierten, in etwa D-förmigen Bereiche oberhalb und unterhalb des mittleren Bereiches 112 werden "weggeschnitten", d.h. eigentlich gar nicht erst hergestellt.The figure HE shows how a parabolic mirror with an approximately rectangular shape can be imaged on the central area of a paraboloid of revolution. That the two hatched, approximately D-shaped areas above and below the central area 112 are "cut away", i.e. actually not made at all.
Die gestrichelte Linie 118 deutet auf eine weitere Möglichkeit den mittleren Bereich 112 in zwei Hälften A und B zu unterteilen, die dann jeweils zum Zwecke der Erfindung benutzt werden können, und zwar gegebenenfalls auch benachbart zueinander angeordnet.The dashed line 118 indicates a further possibility of dividing the central region 112 into two halves A and B, which can then be used for the purpose of the invention, if appropriate also arranged adjacent to one another.
Die Figur HF zeigt eine weitere Möglichkeit, einen in Draufsicht in etwa rechteckigen Parabolspiegels zu erhalten. Auch hier werden die mit Schraffur versehenen Bereiche 120 nicht benutzt, sondern nur der nicht schraffierten Bereich 10 unterhalb der Mittellinie 122, wobei die in Figur HF gekrümmte untere Kante 124 des Parabolspiegels 10 falls erwünscht anders geschnitten werden kann, beispielsweise entsprechend der gestrichelten Linie 124'. Die obere Hälfte des Parabolspiegels gemäß Figur HF, d.h. der halbkreisförmige Bereich oberhalb der Mittellinie 122 wird normalerweise auch nicht realisiert, sondern dient lediglich der Darstellung wie ein Parabolspiegel 10 im Bezug auf einen Parabolspiegel mit kreisrun- dem Umfang gewählt werden kann.The figure HF shows a further possibility of obtaining a parabolic mirror which is approximately rectangular in plan view. Here, too, the areas 120 with hatching are not used, but only the non-hatched area 10 below the center line 122, the lower edge 124 of the parabolic mirror 10, which is curved in FIG. HF, can be cut differently if desired, for example in accordance with the dashed line 124 ' , The upper half of the parabolic mirror according to Figure HF, i.e. the semicircular area above the center line 122 is normally not realized either, but merely serves to illustrate how a parabolic mirror 10 can be selected in relation to a parabolic mirror with a circular circumference.
Die Figur HG zeigt aber, daß auch der Bereich oberhalb der Linie 122 im Prinzip als Parabolspiegel in Frage käme, wobei die Figur 11 H eine Ansicht in Pfeilrichtung 126 zeigt, die in der Praxis mit der Tragstruktur 34 aus- gefüllt wird, wobei die Figur 1 II zeigt, wie Ausschnitte 128 in der Tragstruktur 34 möglich sind, beispielsweise um den Parabolspiegel im Vergleich zu Fig. 3 tiefer anzuordnen, so daß die Balken 16 und 18 mindestens teilweise in die Ausschnitte 128 aufgenommen werden. Auch können solche Ausschnitte 128 nützlich sein, um eine ausgeprägte Schwenkbewegung des Parabolspiegels um die Schwenkachse 36 zu ermöglichen, ohne daß es zu Kontakt zwischen dem Parabolspiegel und den Schubblöcken 40 bzw. Balken 16, 18 kommt.However, FIG. HG shows that the area above line 122 could in principle also be used as a parabolic mirror, FIG. 11 H showing a view in the direction of arrow 126, which in practice is filled with the support structure 34, the figure 1 II shows how cutouts 128 in FIG Support structure 34 are possible, for example in order to arrange the parabolic mirror lower than in FIG. 3, so that the bars 16 and 18 are at least partially received in the cutouts 128. Such cutouts 128 can also be useful in order to enable a pronounced pivoting movement of the parabolic mirror about the pivot axis 36 without there being any contact between the parabolic mirror and the thrust blocks 40 or bars 16, 18.
Schließlich zeigt die Figur 11 J wie die Verhältnisse bei der Krümmung des Spiegels am günstigsten zu wählen sind.Finally, FIG. 11J shows how the conditions for the curvature of the mirror can be selected most favorably.
Im gewählten Beispiel ist r = 400 cm und die Tiefe T = r/4 = 100 cm. Dieses Verhältnis ist wichtig, da es direkt das Verhältnis zwischen Apertur (Schatten auf senkrechte Ebene) und Spiegelfläche bestimmt. Bei einem Verhältnis von T=r/4 ist die Spiegelfläche nur etwa 10 % größer als die Apertur. Bei sehr großen Spiegeln kann wegen der besseren Statik des selbsttragenden Paraboloids ein kleineres Verhältnis gewählt werden.In the selected example, r = 400 cm and the depth T = r / 4 = 100 cm. This ratio is important because it directly determines the relationship between the aperture (shadow on a vertical plane) and the mirror surface. With a ratio of T = r / 4, the mirror area is only about 10% larger than the aperture. With very large mirrors, a smaller ratio can be selected due to the better statics of the self-supporting paraboloid.
In der Fig. 11J ist f die Brennweite des Parabolspiegels gleich dem Radius r des Parabolspiegels. Diese Auslegung ist sehr vorteilhaft, weil sie sicherstellt, daß der Receiver 62 und gegebenenfalls die Lenkarme 42 im heruntergeschwenkten Zustand mit abgedeckt sind und daß die Krümmung des gesamten mittleren Bereichs nicht zu stark ist.In FIG. 11J, the focal length of the parabolic mirror is equal to the radius r of the parabolic mirror. This design is very advantageous because it ensures that the receiver 62 and possibly the steering arms 42 are also covered in the pivoted-down state and that the curvature of the entire central region is not too strong.
Die Figuren 12A bis 12D zeigen wie der Parabolspiegel aus einzelnen Elementen bzw. Segmenten zusammengesetzt werden kann. Hier wird zunächst von einer in Draufsicht halbkreisförmigen Gestalt des Parabolspiegels ausgegangen. Es versteht sich aber, daß der Außenumriß des Para- bolspiegels eigentlich beliebig gewählt werden kann, beispielsweise entsprechend den verschiedenen Beispielen der Figuren 11E, 11F und HG.FIGS. 12A to 12D show how the parabolic mirror can be composed of individual elements or segments. Here, it is assumed that the parabolic mirror is semicircular in plan view. However, it is understood that the outer outline of the para bolspiegel can actually be chosen arbitrarily, for example according to the different examples of Figures 11E, 11F and HG.
Die Figur 12A zeigt zunächst, daß der Parabolspiegel 10 aus fünf anein- ander angeordneten sektorförmigen Bereichen 142 "Groß Segmenten" zusammengesetzt werden kann. Dabei kann jedes Segment 142 aus einem Stück bestehen oder es kann, beispielsweise, selbst aus fünf Einzelstük- ken 144 zusammengesetzt werden, wie für das unterste Segment auf der linken Seite von Figur 12A gezeigt ist. Dabei kann die linke Kante des Segments 140 an der linken Seite entweder gekrümmt, wie bei 146 angedeutet, oder gerade, wie bei 148 gezeigt, gewählt werden. Auch können die einzelnen Stücke 144 weiter unterteilt werden und aus den verschiedenartigen Segmenten 150 zusammengesetzt werden, die auf der rechten Seite der Figur 12A gezeigt sind. Auch andere Unterteilungen sind ög- lieh, wie durch die als Beispiel eingezeichneten Linien 152 angedeutet ist.FIG. 12A first shows that the parabolic mirror 10 can be composed of five sector-shaped areas 142 “large segments” arranged one next to the other. Each segment 142 can consist of one piece or it can, for example, itself be composed of five individual pieces 144, as is shown for the bottom segment on the left-hand side of FIG. 12A. The left edge of the segment 140 on the left side can either be curved, as indicated at 146, or straight, as shown at 148. The individual pieces 144 can also be subdivided further and assembled from the different segments 150, which are shown on the right-hand side of FIG. 12A. Other subdivisions are also possible, as indicated by the lines 152 shown as an example.
Es soll zum Ausdruck gebracht werden, daß die Parabolspiegel, die für die Erfindung zur Anwendung gelangen, in großen Abmessungen hergestellt werden können, beispielsweise ohne weiteres mit einer Querabmessung von mehr als 8 m. Solche Gebilde sind relativ schwer zu transportieren, zumal sie relativ leicht sind und bei erhöhten Fahrtwinden leicht beschädigt werden könnten, wenn sie nicht ordnungsgemäß auf dem Transportfahrzeug befestigt sind. Es wird entsprechend der Erfindung daher bevorzugt, den Parabolspiegel aus einzelnen Segmenten herzustellen, die dann an der Montagestelle des Parabolspiegels aneinander befestigt werden, wie nachher näher erläutert wird.It is intended to be expressed that the parabolic mirrors which are used for the invention can be manufactured in large dimensions, for example with a transverse dimension of more than 8 m. Such structures are relatively difficult to transport, especially since they are relatively light and could easily be damaged in the case of increased winds if they are not properly fastened to the transport vehicle. According to the invention, it is therefore preferred to produce the parabolic mirror from individual segments, which are then attached to one another at the assembly point of the parabolic mirror, as will be explained in more detail below.
Fig. 12B zeigt, daß die einzelnen Stücke der Sektoren nicht unbedingt mit geraden Kanten ausgeführt werden müssen, sondern jeweils auch zwei gekrümmte Kanten, wie 154 und 156, aufweisen können. Dies gilt für die sektorenförmigen Segmente 158 im mittleren Bereich des Parabolspiegels natürlich nicht. Die Einzelsegmente innerhalb eines Ringes sind gleich.Fig. 12B shows that the individual pieces of the sectors do not necessarily have to be executed with straight edges, but also two each may have curved edges such as 154 and 156. Of course, this does not apply to the sector-shaped segments 158 in the central region of the parabolic mirror. The individual segments within a ring are the same.
Fig. 12B zeigt außerdem eine weitere mögliche Unterteilung eines einzelnen Sektors, so daß dieser aus mehreren gleichartigen Stücken 160 besteht, wobei nicht alle Stücke 160 unbedingt gleich sind, jedoch so, daß ein Sektor 142 aus wenigen Segmenten 160 zusammengesetzt werden kann.FIG. 12B also shows a further possible subdivision of a single sector, so that it consists of several similar pieces 160, wherein not all pieces 160 are necessarily the same, but in such a way that a sector 142 can be composed of a few segments 160.
Fig. 12C zeigt die Form der Tragstruktur 34, die mit einem Parabolspiegel gemäß Fig. 12A bzw. 12B verwendet werden kann, jeweils in Pfeilrichtung 162 in Fig. 12A bzw. 12B gesehen.12C shows the shape of the support structure 34 which can be used with a parabolic mirror according to FIGS. 12A and 12B, respectively in the direction of arrow 162 in FIGS. 12A and 12B.
Schließlich zeigt Fig. 12D eine schematische, perspektivische Darstellung eines Parabolspiegels ähnlich der Fig. 12B, aus der ersichtlich ist, daß die Spiegelfläche aus mehreren Segmenten 164 zusammengesetzt werden kann, wovon es der Anzahl der Ringe entsprechend viele Sorten gibt, d.h. in diesem Beispiel fünf Sorten.Finally, FIG. 12D shows a schematic, perspective illustration of a parabolic mirror similar to FIG. 12B, from which it can be seen that the mirror surface can be composed of several segments 164, of which there are many types according to the number of rings, i. five varieties in this example.
Als Material für die Segmente kommt vorzugsweise ein Polystyrolextruderschaum höherer Dichte zur Anwendung, der auf der reflektierenden Seite mit einer reflektierenden Folie, beispielsweise einer Aluminiumfolie, versehen ist.A polystyrene extruder foam of higher density is preferably used as the material for the segments, which is provided on the reflective side with a reflective film, for example an aluminum film.
Ein Beispiel für ein solches Segment, beispielsweise 152 gemäß Fig. 12A, jedoch stellvertretend für die anderen Sektoren und Segmente 142, 144, 160, 164 der Fig. 12A-D, ist in Fig. 13 gezeigt. Man merkt, daß das Segment 152 an allen Seiten mit einer gerundeten Nut 170 versehen ist, die in Gestalt teifkreisfόrmig ist und sich über etwas mehr als einen Halbkreis erstreckt. Solche Nuten können beispielsweise mit minimalem Materialverlust durch die Anwendung eines beheizten, ebenfalls teilkreisförmig dargestellten Drahtes aus den einzelnen Segmenten 152 herausgeschnitten werden. Es entstehen somit im Querschnitt etwa D-förmige Teile 172. Es besteht dann die Möglichkeit, zwei solche Teile aneinander zu kleben und zwar an der Stelle 174, die in Fig. 13D gezeigt ist. Das Gebilde 177 der Fig. 13D kann mit einer Außenhaut 175 aus faserverstärktem Kunstharz versehen werden. Diese Haut 175 dient einerseits der Verstärkung des Verbindungselements und kompensiert andererseits für die Schnitte- breite bei dem Herausstemmen der zwei D-förmigen Teile.An example of such a segment, for example 152 according to FIG. 12A, but representative of the other sectors and segments 142, 144, 160, 164 of FIGS. 12A-D, is shown in FIG. 13. One notices that the segment 152 is provided on all sides with a rounded groove 170 which is in the form of a semicircular shape and extends over a little more than a semicircle extends. Such grooves can be cut out of the individual segments 152, for example, with minimal loss of material through the use of a heated wire, also shown in the form of a part circle. This results in approximately D-shaped parts 172 in cross section. It is then possible to glue two such parts to one another at point 174, which is shown in FIG. 13D. The structure 177 of FIG. 13D can be provided with an outer skin 175 made of fiber-reinforced synthetic resin. This skin 175 serves on the one hand to reinforce the connecting element and on the other hand compensates for the cutting width when the two D-shaped parts are pried out.
Das Gebilde der Fig. 13D mit dem Querschnitt der Gestalt einer 8 kann dann wieder verwendet werden, um zwei Segmente aneinander zu kleben. Es sorgt, da die Abmessung im Bereich der Pfeile AA größer ist als die Abmessung im Bereich der Pfeile BB, die der Abmessung am Eingang 176 zu den Nuten 170 entspricht, für eine formschlüssige Verbindung zweier » Segmente aneinander. Jedes Segment 152 kann gemäß Fig. 13F an zwei Seiten mit- einem Gebilde 177 entsprechend der Fig. 13D versehen werden, so daß die Segmente unmittelbar aneinander, entsprechend einer Nut und Feder Konstruktion wie bei Bodenplatten üblich, zusammengesteckt werden können.The structure of FIG. 13D with the cross section of the shape of an 8 can then be used again to glue two segments to one another. Since the dimension in the area of the arrows AA is greater than the dimension in the area of the arrows BB, which corresponds to the dimension at the entrance 176 to the grooves 170, it ensures a positive connection between two segments. According to FIG. 13F, each segment 152 can be provided on two sides with a structure 177 corresponding to FIG. 13D, so that the segments can be plugged together directly in accordance with a tongue and groove construction as is customary with base plates.
Auch kann dieses Teil - wie in Fig. 13E bzw. 13H gezeigt - dazu dienen, ein Segment 152 an ein Rippenteil 180 zu befestigen, das in radialer Richtung über die Spiegelfläche (Spiegelfolie) 171 des Parabolspiegels hinausragt und zur Versteifung des Gebildes, d.h. des Parabolspiegels, dient.This part - as shown in FIGS. 13E and 13H - can also be used to attach a segment 152 to a rib part 180 which projects in the radial direction beyond the mirror surface (mirror film) 171 of the parabolic mirror and to stiffen the structure, i.e. of the parabolic mirror.
Nach der Verklebung von mehreren Segmenten 160 aneinander, ggf. unter Anwendung von Rippenteilen 180, wird dann über die gesamte Rückseite des Spiegels eine Faserverstärkung 181 gelegt, beispielsweise in Form von Glasfasern, mit einem entsprechenden Harz getränkt, so daß eine wasserdichte, steife Schale entsteht. Diese Schale wird einerseits versteift durch die Schaumteile der Segmente 152 und ggf. der ebenfalls aus Schaumstoff oder Holz oder anderem Material bestehenden Versteifungsrippen 180 und sorgt auch dafür, daß die Segmente selbst nicht verformen, so daß die Eigenschaften des Parabolspiegels stets sichergestellt sind. Bolzen 183 können verwendet werden, um die Segmente mit Verstärkungsrippen während des Aushärtens des Kunstharzes fest aneinander zu halten. Sie können ggf. zu der Festigkeit der fertigen Struktur beitragen oder sie können nach dem Aneinanderhaften der Segmente (durch die Klebverbindung) wieder entfernt werden.After several segments 160 have been bonded to one another, possibly using rib parts 180, the entire back is then covered a fiber reinforcement 181 is placed on the mirror, for example in the form of glass fibers, impregnated with an appropriate resin, so that a watertight, rigid shell is produced. This shell is stiffened on the one hand by the foam parts of the segments 152 and possibly the stiffening ribs 180, which are also made of foam or wood or other material, and also ensures that the segments themselves do not deform, so that the properties of the parabolic mirror are always ensured. Bolts 183 can be used to firmly hold the segments with reinforcing ribs together during the curing of the resin. If necessary, they can contribute to the strength of the finished structure or they can be removed again after the segments have adhered to one another (by means of the adhesive connection).
Falls erwünscht könnten Versteifungsrippen 180 statt an der Vorderseite des Parabolspiegels 10 an der Rückseite des Parabolspiegels vorgesehen werden - oder sowohl an der Rückseite als auch an der Innenseite. Es tritt kein Verlust an wirksamer Fläche auf, da die Flächen der Versteifungen der Spiegelfläche hinzuaddiert werden. Der Spiegel wird also lediglich geringfügig größer, kann jedoch insgesamt helfen, den Spiegel zu versteifen, so daß er noch größer gebaut werden kann und seine wirksame Oberfläche auf diese Weise vergrößert werden kann.If desired, stiffening ribs 180 could be provided on the back of the parabolic mirror instead of on the front of the parabolic mirror 10 - or on both the back and the inside. There is no loss of effective area since the areas of the stiffeners are added to the mirror area. The mirror is therefore only slightly larger, but overall can help to stiffen the mirror, so that it can be built even larger and its effective surface area can be increased in this way.
Die Erzeugung einer Schale aus einem Verbundmaterial, beispielsweise mit Harz getränkten Glasfasern, ermöglicht es außerdem, die Anlenkla- sehen 38, 88 und 90 an den Parabolspiegel anzubringen. Diese Laschen können nämlich ebenfalls als faserverstärkte Verbundmaterialien realisiert werden, ggf. mit eingebetteten Buchsen oder Metall- oder Holzversteifungen, um die Schwenkachsen mit ausreichender Festigkeit an den Parabolspiegel zu befestigen. Holz saugt sich mit Kunstharz voll und wird besonders fest. Eine solche Konstruktion ist leicht.The production of a shell from a composite material, for example glass fibers impregnated with resin, also makes it possible to attach the articulation lenses 38, 88 and 90 to the parabolic mirror. These tabs can namely also be realized as fiber-reinforced composite materials, if necessary with embedded bushings or metal or wood stiffeners, around the pivot axes with sufficient strength on the Attach parabolic mirror. Wood soaks up with synthetic resin and becomes particularly strong. Such a construction is easy.
Auch die Tragstruktur 34 kann aus Verbundmaterialien bestehen und kann ebenfalls unter Anwendung von solchen faserverstärkten Schichten an den Parabolspiegel gebondet werden.The support structure 34 can also consist of composite materials and can also be bonded to the parabolic mirror using such fiber-reinforced layers.
Fig. 14 zeigt eine erste Möglichkeit, den Drehantrieb des Parabolspiegels, d.h. für die horizontale Nachführung, um die vertikale Achse 32 zu reali- sieren. Die Darstellung gemäß Fig. 14 entspricht weite stgehend der Darstellung gemäß Fig. 1, nur wurde zum Zweck der Darstellung der Parabolspiegel und die zugeordneten Lenkarme weggelassen. Im übrigen ist der Grundrahmen 14 etwas anders ausgelegt, und zwar um Platz zu schaffen für die Anbringung zweier Motoren 200, die zwei der Räder 28 direkt oder über Getriebe antreiben. Obwohl hier zwei Motoren 200 gezeigt sind, wäre es auch denkbar, nur mit einem Motor 200 zu arbeiten. Auch können alle Räder 28 angetrieben werden. Man merkt, daß die zwei Räder 28, die von den Motoren 200 direkt angetrieben werden, im Durchmesser etwas größer sind als die zwei anderen Räder 28. Der Grund hierfür ist, daß man sicherstellen will, daß die größeren Räder 28 stets einen antreibendenFig. 14 shows a first possibility of rotating the parabolic mirror, i.e. for the horizontal tracking in order to implement the vertical axis 32. The representation according to FIG. 14 largely corresponds to the representation according to FIG. 1, only the parabolic mirror and the associated steering arms have been omitted for the purpose of the representation. Otherwise, the base frame 14 is designed somewhat differently, to make room for the attachment of two motors 200 that drive two of the wheels 28 directly or via gears. Although two motors 200 are shown here, it would also be conceivable to work with only one motor 200. All the wheels 28 can also be driven. It can be seen that the two wheels 28 which are driven directly by the motors 200 are somewhat larger in diameter than the two other wheels 28. The reason for this is that one wants to make sure that the larger wheels 28 are always driving
Kontakt mit der Führungsbahn 30 aufweisen. Die anderen beiden Räder dienen lediglich der Stabilität und werden aufgrund der großen Abmessungen des Grundrahmens 14 durch eine leichte Verbiegung desselben ihren eigenen Kontakt mit der Führungsbahn 30 erzielen, wobei jedoch die Berührungskräfte an den größeren Räder 28 höher sein dürfen.Have contact with the guideway 30. The other two wheels serve only for stability and, because of the large dimensions of the base frame 14, will achieve their own contact with the guideway 30 by slightly bending the same, although the contact forces on the larger wheels 28 may be higher.
Gleichgroße angetriebene Räder könnten auch etwas tiefergelegt werden.Equally sized driven wheels could also be lowered a little.
Fig. 15 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Anordnung zum Verschieben der Schubblöcke 40, um die vertikale Nachführung des Parabolspiegels zu erreichen. Bei dieser Ausführungsform kommt eine Gewindestange 222 zur Anwendung, die von einem Motor 224 zu einer Drehbewegung angetrieben wird. Die Drehbewegung der Gewindestange 222 wird über ein Mutterelement 226 an den angetriebenen Schubblock 40 übertragen, so daß dieser, der auf vier Rollen 228 beweglich gelagert ist, sich entlang des jeweiligen Balkens 16 bzw. 18 in beiden Richtungen verfahren werden kann, wobei zur Erzielung der Bewegung in beiden Richtungen es sich bei dem Motor 224 um einen reversiblen Motor handelt.FIG. 15 shows a schematic illustration of a possible arrangement for displacing the push blocks 40 in order to adjust the vertical adjustment of the To reach the parabolic mirror. In this embodiment, a threaded rod 222 is used which is driven by a motor 224 to rotate. The rotational movement of the threaded rod 222 is transmitted via a nut element 226 to the driven thrust block 40, so that the latter, which is movably mounted on four rollers 228, can be moved in both directions along the respective bar 16 or 18, whereby to achieve the Movement in both directions motor 224 is a reversible motor.
Die Querschnittsszeichnung gemäß Fig. 15B läßt erkennen, wie die Rollen 228 auf Achsstummel 230 gelagert sind, die in jeweiligen, C-förmigen Räumen links und rechts des Mittelsteges 232 des als I-Träger realisierten Balkens 16 bzw. 18 hineinragen, wobei die Rollen 228 auf dem unteren Gurt des Trägers ablaufen.The cross-sectional drawing according to FIG. 15B shows how the rollers 228 are mounted on stub axles 230, which protrude into the respective C-shaped spaces to the left and right of the central web 232 of the beam 16 or 18 realized as an I-beam, the rollers 228 run on the lower belt of the wearer.
Um die Synchronisation der zwei Schubblöcke 40 kostengünstig zu gewährleisten und nur mit einem Motor 224 auszukommen, wird entsprechend Fig. 15C die eine Gewindespindel 222 vom Motor 224 direkt ange- trieben - d.h. die Gewindespindel 222, die in Fig. 15C dem Träger 18 zugeordnet ist- -, während die dem Träger 16 zugeordnete Spindel 222 über eine Kette 234 synchron mit der direkt angetriebenen Spindel 222 angetrieben wird. Zu diesem Zweck läuft die Kette 234 um zwei Kettenräder 236, 238 gleicher Größe, wobei das Kettenrad 236 an der Spindel 222 mit der Ausgangswelle des Motors 224 bzw. der entsprechenden Gewindespindel 222 drehfest verbunden ist. Das Kettenrad 238 ist mit der in Fig. 15C unteren Gewinde spindel 222 drehfest verbunden. Schließlich zeigt Fig. 16 eine alternative Möglichkeit, die zwei Schubblöcke 40 synchron von einem Motor 224 anzutreiben. Hier sind die Schubblöcke 40 wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 15C mit Rollen auf den jeweiligen Trägern 18 bzw. 16 verschiebbar gelagert. Die Details dieser Lage- rang entsprechen denen der Fig. 15 und werden hier nicht weiter gezeigt.In order to ensure the synchronization of the two thrust blocks 40 inexpensively and to get by with only one motor 224, the one threaded spindle 222 is driven directly by the motor 224 according to FIG. 15C - ie the threaded spindle 222, which is assigned to the carrier 18 in FIG. 15C - - While the spindle 222 assigned to the carrier 16 is driven synchronously with the directly driven spindle 222 via a chain 234. For this purpose, the chain 234 runs around two sprockets 236, 238 of the same size, the sprocket 236 on the spindle 222 being connected in a rotationally fixed manner to the output shaft of the motor 224 or the corresponding threaded spindle 222. The sprocket 238 is rotatably connected to the lower threaded spindle 222 in FIG. 15C. Finally, FIG. 16 shows an alternative possibility of driving the two thrust blocks 40 synchronously by a motor 224. Here, as in the embodiment according to FIG. 15C, the push blocks 40 are slidably mounted on the respective supports 18 and 16 with rollers. The details of this position rank correspond to those of FIG. 15 and are not shown further here.
Der Motor 224 treibt eine Schnecke 240 an, die mit zwei Schneckenrädern 242 kämmt, die wiederum jeweilige Seilzüge 244 verschieben. Die Seilzüge sind an jeweiligen Befestigungspunkten 246 mit einem der Schubblöcke 40 verbunden und weisen zum Längenausgleich und zur Sicherstellung der erforderlichen Seilspannung eine jeweilige Spannfeder 48 auf. Jeder Seilzug 244 läuft über mehrere Umlenkrollen 250 um, die in Fig. 16 schematisch dargestellt sind.The motor 224 drives a worm 240, which meshes with two worm wheels 242, which in turn shift the respective cables 244. The cables are connected to one of the push blocks 40 at respective fastening points 246 and have a respective tension spring 48 for length compensation and to ensure the required cable tension. Each cable 244 runs over a plurality of deflection rollers 250, which are shown schematically in FIG. 16.
Obwohl die Darstellung gemäß Fig. 16 den Eindruck erweckt, als ob die Seilzüge 244 um die jeweiligen Schneckenräder 242 laufen würden, laufen die Seilzüge tatsächlich um Zylinder herum, die unterhalb oder oberhalb der Schneckenräder liegen. Obwohl es denkbar wäre, daß man eine ausreichend treibende Kraft erzeugen könnten, wenn sich die Seilzüge nur um den halben Umfang des Zylinders erstrecken würden, ist es wahrscheinlich günstiger, wenn die Seilzüge mehrere Umdrehungen um den antreibenden Zylinder aufweisen. Dies hat zwar den Nachteil, daß die Seilzüge dann in axialer Richtung der Zylinder bei Umdrehung der Zylinder verschoben werden, da sie beispielsweise von oben abgewickelt und von unten aufgewickelt werden. Diese Längenänderung kann jedoch durch die Spannfeder 248 kompensiert werden.16 gives the impression that the cables 244 would run around the respective worm wheels 242, the cables actually run around cylinders which are below or above the worm wheels. Although it would be conceivable that a sufficient driving force could be generated if the cables were only to extend half the circumference of the cylinder, it would probably be more favorable if the cables had several revolutions around the driving cylinder. Although this has the disadvantage that the cables are then moved in the axial direction of the cylinders when the cylinders rotate, since they are unwound, for example, from above and wound from below. However, this change in length can be compensated for by the tension spring 248.
Besonders vorteilhaft bei der Anordnung gemäß Fig. 16 ist, daß es sich um eine sehr preisgünstige Lösung handelt, nicht nur deshalb, weil Seil- züge relativ preisgünstig erhältlich sind, sondern auch deshalb, weil die Verwendung eines Schneckenantriebes bestehend aus der Schnecke 240 und die Schneckenräder 242 eine Untersetzung ermöglichen, so daß mit einem verhältnismäßig kleinen, hochtourigen und preisgünstigen Motor 224 gearbeitet werden kann und das Antriebssystem ist selbsthaltend, d.h. eine gesonderte Bremse entfällt.It is particularly advantageous in the arrangement according to FIG. 16 that it is a very inexpensive solution, not only because rope trains are available relatively inexpensively, but also because the use of a worm drive consisting of the worm 240 and the worm wheels 242 enable a reduction, so that a relatively small, high-speed and inexpensive motor 224 can be used and the drive system is self-holding, ie there is no separate brake.
Es soll auch zum Ausdruck gebracht werden, daß der Außenumriß des Parabolspiegels keinesfalls nur halbkreisförmig realisiert werden kann. Der Parabolspiegel kann in Draufsicht beispielsweise eine rechteckige Gestalt oder eine rechteckige Gestalt mit abgerundeten Ecken haben, wobei die abgerundeten Ecken vorzugsweise die zwei Ecken sind, die von der im Betrieb unteren Kante des Parabolspiegels entfernt liegen. Obwohl bei manchen der hier gezeigten Beispielen die untere Kante in Draufsicht ge- radlinig erscheint (da man die durch die parabolischer Form gegebeneIt should also be expressed that the outer contour of the parabolic mirror can by no means be realized only in a semicircle. In plan view, the parabolic mirror can have, for example, a rectangular shape or a rectangular shape with rounded corners, the rounded corners preferably being the two corners which are located away from the lower edge of the parabolic mirror during operation. Although in some of the examples shown here, the lower edge appears straight in plan view (since the one given by the parabolic shape
Krümmung in dieser Blickrichtung nicht sieht), ist es auch denkbar, dieser eine leicht gekrümmte Form zu geben.Curvature in this direction of view), it is also conceivable to give it a slightly curved shape.
Auch kann ohne weiteres ein in Draufsicht kreisrunder Parabolspiegel zum Zwecke der Erfindung benutzt werden. Dies kann insbesondere dann vom Vorteil sein, wenn beispielsweise der Parabolspiegel auf einem in Draufsicht in etwa kreisförmigen Schwimmbad bzw. auf einem in Draufsicht in etwa kreisförmigem Haus verwendet werden soll bzw. einen kreisförmigen Bereich eines Schwimmbades oder eines Hauses abdecken soll.A parabolic mirror which is circular in plan view can also be used for the purpose of the invention. This can be particularly advantageous if, for example, the parabolic mirror is to be used on a swimming pool that is approximately circular in plan view or on a house that is approximately circular in plan view, or is intended to cover a circular area of a swimming pool or house.
Bei einer derartigen Anordnung wird die Anlenkachse 46 an einer Stelle am Parabolspiegel angeordnet, die sozusagen einem horizontalen Durchmesser des Parabolspiegels entspricht, und zwar entweder an der Vorder- seite oder an der Rückseite entsprechend der Ausführungsform gemäß Fig. 5 oder Fig. 6. Die Schwenkachse 36 wird sich dann im Bereich der unteren Kante des Parabolspiegels in der hochgeschwenkten Stellung befinden, vorzugsweise etwas oberhalb von dieser unteren Kante. Hier kommt dann auch der besondere Vorzug der Erfindung zu tragen, daß die Schwenkbewegung des Parabolspiegels durch die gegenseitige Verschiebung der Anlenkachsen 46 und 36 sozusagen aufeinander zu und voneinander weg erreicht wird.With such an arrangement, the articulation axis 46 is arranged at a position on the parabolic mirror which corresponds to a horizontal diameter of the parabolic mirror, so to speak, either at the front 5 or Fig. 6. The pivot axis 36 will then be in the region of the lower edge of the parabolic mirror in the raised position, preferably slightly above this lower edge. This is where the particular advantage of the invention comes in that the pivoting movement of the parabolic mirror is achieved by the mutual displacement of the articulation axes 46 and 36 towards and away from each other, so to speak.
Der Schwerpunkt des Spiegels bleibt dadurch stets ungefähr über der Mitte des Tragrahmens 14.As a result, the center of gravity of the mirror always remains approximately above the center of the support frame 14.
Bei der weiteren Beschreibung anhand der Figuren 17-22 werden einige bevorzugte Varianten der Erfindung beschrieben und für gleiche Teile werden die gleichen Bezugszeichen wie bisher verwendet, um eine unnötige Wiederholung der Beschreibung der entsprechenden Teile zu vermeiden. Das heißt, die bisherige Beschreibung gilt auch hier für Teile, die die gleichen Bezugszeichen aufweisen, es sei denn, etwas anderes wird zum Ausdruck gebracht. Wenn neue Merkmale beschrieben werden, so werden diese mit neuen Bezugszeichen versehen.In the further description with reference to FIGS. 17-22, some preferred variants of the invention are described and the same reference numerals are used for the same parts as before, in order to avoid an unnecessary repetition of the description of the corresponding parts. This means that the previous description also applies here to parts that have the same reference numbers, unless something else is expressed. When new features are described, they are given new reference symbols.
Die Figur 17 entspricht zumindest im wesentlichen der Darstellung gemäß Figur 5E, jedoch mit der Ausnahme, daß der Grundrahmen 14 am vorderen Ende 300, d.h. im Bereich der Schwenkachse 36 im herauf ge- schwenkten Zustand des Parabolspiegels 10 angehoben ist im Verhältnis zum hinteren Ende 302, d.h. im Verhältnis zu dem Bereich, wo die Schwenkachse 36 im herunter geschwenkten Zustand des Parabolspiegels 10 zu liegen kommt. Hierdurch wird die maximale Schwenkbewegung, die durch den Stellantrieb zu bewerkstelligen ist, zwischen dem vollständig herunter geschwenkten Zustand parallel zum Grundrahmen 14 und dem voll herauf geschwenkten Zustand gemäß Figur 17 im Vergleich zu der Ausführung gemäß Figur 5 verkleinert, wodurch die Auslegung des Stel- lantriebs positiv beeinflußt wird. Dies ist besonders wichtig bei Sonnenhochstand - insbesondere am Äquator - da der Parabolspiegel beim Heraufschwenken eine waagerechte oder fast waagerechte Position einnehmen muß.FIG. 17 corresponds at least essentially to the representation according to FIG. 5E, but with the exception that the base frame 14 is raised at the front end 300, ie in the region of the pivot axis 36 when the parabolic mirror 10 is pivoted up, in relation to the rear end 302 , ie in relation to the area where the pivot axis 36 comes to rest when the parabolic mirror 10 is pivoted down. This will make the maximum swivel movement that is to be accomplished by the actuator between the completely swiveled down state parallel to the base frame 14 and the fully swiveled up state according to FIG. 17 in comparison to the embodiment according to FIG. 5, whereby the design of the actuator is positively influenced. This is particularly important when the sun is high - especially at the equator - because the parabolic mirror must be in a horizontal or almost horizontal position when it is swung up.
Eine Möglichkeit, diese geneigte Stellung des Grundrahmens 14 zu erreichen, besteht darin, die vorderen Räder 28 an Beinen wie 304 anzubringen, die sich vom Grundrahmen 14 nach unten erstrecken. Eine andere Möglichkeit wäre, die vorderen Räder 28 mit einem größeren Durchmesser zu versehen wie bei 28A schematisch dargestellt ist, d.h. der Grundrah- men 14 wird in diesem Beispiel vorne, d.h. an der Seite, an der die obere Kante des Parabolspiegels im heruntergeschwenkten Zustand zu liegen kommt, durch einen beliebigen Unterbau erhöht, z.B. durch den senkrechten Balken oder Bein 304, der für eine höhere Stabilität verstrebt werden kann.One way to achieve this inclined position of the base frame 14 is to attach the front wheels 28 to legs such as 304 that extend downward from the base frame 14. Another possibility would be to provide the front wheels 28 with a larger diameter as shown schematically at 28A, i.e. the base frame 14 is in this example at the front, i.e. on the side where the upper edge of the parabolic mirror comes to rest when swung down, increased by any substructure, e.g. through the vertical bar or leg 304, which can be braced for greater stability.
Die Figur 17 zeigt außerdem ein Gummiseil 306, das zwischen dem vorderen Ende 300 des Grundrahmens 14 und dem Receiver 62 gespannt wird.. Die Seilspannung erzeugt im herauf geschwenkten Zustand des Parabolspiegels 10 gemäß Figur 17 einen Drehmoment um die Schwenkachse 36 herum, der dem Stellantrieb beim Herunterschwenken des Parabolspiegels 10 hilft, das aufgrund der Wirkung von Schwerkraft erzeugte Drehmoment zu überwinden. In ähnlicher Weise kann ein Gummiseil (nicht gezeigt) zwischen dem vorderen Ende 300 des Grundrahmens und der im heruntergeschwenkten Zustand des Parabolspiegels unteren Kante 308 der Tragstruktur 34 gespannt werden, das dem Stellantrieb beim Herauf schwenken des Parabol- spiegeis aus dem herunter geschwenkten Zustand hilft. Im herauf geschwenkten Zustand wird dieses Gummiseil dann schlaff werden.FIG. 17 also shows a rubber cable 306 that is stretched between the front end 300 of the base frame 14 and the receiver 62. The cable tension generates a torque around the pivot axis 36 in the swiveled-up state of the parabolic mirror 10 according to FIG. 17, which is the actuator when swinging down the parabolic mirror 10 helps to overcome the torque generated due to the action of gravity. Similarly, a rubber cord (not shown) can be stretched between the front end 300 of the base frame and the lower edge 308 of the support structure 34 when the parabolic mirror is swung down, which helps the actuator swing the parabolic mirror out of the swung down state. When swiveled up, this rubber rope will then go limp.
Die Figur 18A entspricht in etwa der Darstellung der Figur 5A, jedoch wird in dieser Ausführung die Schwenkachse 36 an einem oberen Tragrahmen 310 des Schubblocks 40 angebracht und zwar an einer Stelle, die in einer Aussparung 312 des Parabolspiegels angeordnet ist. Diese Aussparung 312, die in Figur 19A und 19B auch gezeigt ist und von der es zwei in diesem Beispiel gibt (eine Aussparung für jeden Schubblock 40), sind durch jeweils zwei Wände 314, 316 gebildet, die in der Seitenansicht die Form eines rechtwinkligen Dreiecks aufweisen und voneinander einen Abstand "a" aufweisen. Von jeder Seitenwand ist eine Seite am Parabolspiegel 10 fest verbunden, während die zweite Seite, die mit der ersten Seite zumindest im wesentlichen einen rechten Winkel bildet, mit der Tragstruktur 34 verbunden ist. Die beiden Hypotenusen 318 der Wände 314, 316 sind miteinander bei 320 verbunden, um somit eine steife Ausbildung des Parabolspiegels zu erreichen. Das heißt, daß jede Aussparung 312 vom Schnittpunkt der Wölbung des Parabolspiegels 10 mit der Tragstruktur 34 bis zu einer gedachten Linie zwischen den Schwenkachsen 36 und 46 reicht oder einer dazu gedachten parallelen Linie. Diese dreieckige Aus- sparung kann beispielsweise aus Holz bestehen oder mit einem anderen festen Material ausgekleidet bzw. gebildet und verfestigt werden. Außer der erwünschten Versteifung und Verstärkung des Parabolspiegels erlauben die Aussparungen 312, die Schwenkachse 52 tiefer zu legen, da die Aussparung den Lenkarm 42 aufnehmen kann, was allerdings nicht gezeigt ist. Im übrigen kann aufgrund der Aussparung der Parabolspiegel 10 im heraufgeschwenkten Zustand auch weiter nach hinten geschwenkt werden, da der obere Tragarm 310 des Schubblocks in die Aussparung zu liegen kommt, wie in Figur 18B gezeigt. Man merkt, daß die Schubblöcke 40, die hier zur Anwendung gelangen in Seitenansicht U-förmig sind, wobei die Schenkel der U-Form waagerecht liegen, der untere Schenkel die Rollen für die lineare Verschiebung des Schubblocks 40 trägt und der obere Schenkel den Tragarm 310 bildet.FIG. 18A corresponds approximately to the illustration in FIG. 5A, but in this embodiment the pivot axis 36 is attached to an upper support frame 310 of the push block 40, specifically at a location which is arranged in a recess 312 in the parabolic mirror. This recess 312, which is also shown in FIGS. 19A and 19B and of which there are two in this example (one recess for each push block 40), are each formed by two walls 314, 316, which in the side view have the shape of a right-angled triangle have and a distance "a" from each other. One side of each side wall is fixedly connected to the parabolic mirror 10, while the second side, which forms an at least substantially right angle with the first side, is connected to the support structure 34. The two hypotenuses 318 of the walls 314, 316 are connected to one another at 320 in order to achieve a rigid construction of the parabolic mirror. This means that each recess 312 extends from the intersection of the curvature of the parabolic mirror 10 with the support structure 34 to an imaginary line between the pivot axes 36 and 46 or an imaginary parallel line. This triangular recess can be made of wood, for example, or lined or formed and solidified with another solid material. In addition to the desired stiffening and reinforcement of the parabolic mirror, the recesses 312 allow the pivot axis 52 to be lowered, since the recess can accommodate the steering arm 42, which is not shown, however. Otherwise, due to the recess, the parabolic mirror 10 can also be pivoted further back in the swung-up state, since the upper support arm 310 of the push block comes to lie in the recess, as shown in FIG. 18B. It can be seen that the thrust blocks 40 which are used here are U-shaped in a side view, the legs of the U-shape lying horizontally, the lower leg carrying the rollers for the linear displacement of the thrust block 40 and the upper leg of the support arm 310 forms.
Die Figur 19C zeigt, daß der Parabolspiegel 10 überall dort, wo er mit der Unterkante 12 im aufgeklappten Zustand am Grundrahmen 14 oder an anderen Teilen wie dem Stellantrieb anstoßen könnte, eingekerbt, d.h. mit Aussparungen versehen werden kann wie bei 326 und 328 gezeigt ist, um ein Anstoßen zu vermeiden.FIG. 19C shows that the parabolic mirror 10 has a notch wherever it could hit the base frame 14 or other parts such as the actuator with the lower edge 12 in the opened state. may be recessed as shown at 326 and 328 to avoid bumping.
Die Figur 20A zeigt wie mehrere Schubblöcke 40 (hier zwei Schubblöcke) mit einer von der Anzahl der Schubblöcke abweichenden Anzahl von Stellantrieben 224 (hier ein Stellantrieb) angetrieben werden können. Die zwei Schubblöcke werden nämlich fest miteinander, z.B. mittels eines Bretts oder einer Stange 322 zu einem Verbund verbunden und der Stellantrieb 224 greift dann an den Verbund so an, daß die Stellkräfte gleichmäßig auf die beiden Schubblöcke verteilt werden. Um dies zu erreichen, greift in diesem Beispiel mit einem Stellantrieb 224 dieser an die Stange 322 in deren Mitte an. Der Stellantrieb 224 ist vorzugsweise als Garagentorantrieb realisiert. Der Schnitt B-B zeigt wie je der Schubblock 40 mit zwei Rollenpaaren 324 an die seitlichen Rahmenteile 326 des Grundrahmens 14 linear verfahrbar angebracht ist.FIG. 20A shows how a plurality of thrust blocks 40 (here two thrust blocks) can be driven with a number of actuators 224 (here an actuator) that differs from the number of thrust blocks. The two push blocks are namely firmly connected to one another, for example by means of a board or a rod 322, and the actuator 224 then acts on the assembly in such a way that the actuating forces are distributed uniformly over the two push blocks. To achieve this, in this example an actuator 224 engages the rod 322 in the middle thereof. The actuator 224 is preferably implemented as a garage door drive. The section BB shows how the push block 40 with two pairs of rollers 324 is attached to the side frame parts 326 of the base frame 14 so as to be linearly movable.
Die zur vertikalen Sonnennachführung in dieser Anmeldung erstmals vorgeschlagene Lösung könnte unter Anwendung der Fachsprache des Maschinenbaus als "verkettetes Getriebe mit einer Schubkurbel und drei Gelenken" bezeichnet werden, wobei die Schubkurbel mit einem Stellan- trieb angetrieben wird. Es ist günstig, einen Linearantrieb einzusetzen, weil die Bewegung der Schubkurbel linear ist. Hierfür kann, wie bereits erwähnt, besonders kostengünstig ein handelsüblicher Garagentorantrieb verwendet werden.The solution proposed for the vertical sun tracking in this application for the first time could be described using the technical language of mechanical engineering as "linked gear with a thrust crank and three joints", the thrust crank being driven by an actuator. It is convenient to use a linear drive because the movement of the thrust crank is linear. As already mentioned, a commercially available garage door drive can be used for this purpose in a particularly cost-effective manner.
Die Figur 21 zeigt eine Anordnung entsprechend der Figur 15C, jedoch mit zusätzlichen Teilen in Form der Gummiseile 330. Jedes Gummiseil ist mit einem Ende 332 am Schubblock 40 befestigt oder (was nicht gezeigt ist) an einer Struktur, die mehrere Schubblöcke 40 verbindet. Das zweite Ende 334 jedes Gummiseils ist vorzugsweise am Grundrahmen 14 in der Mitte der Fahrstrecke der Schubblöcke befestigt. Zur besseren Dosierung der Federkräfte bzw. Gummispannungskräfte können mehrere Federn oder Gummiseile wie 330 benützt werden, deren jeweils zweites Ende an unterschiedlichen Positionen am Grundrahmen 14 entlang der Fahrstrek- ke der Schubblöcke befestigt ist. Grundsätzlich kann eine Anordnung die- ser Art mit nur einem Schubblock 40 oder mit mehreren Schubblöcken 40 verwendet werden. Es wird dann vorzugsweise für jeden Schubblock mindestens ein Gummiseil 330 vorgesehen. Die Figur 22A zeigt einen erfindungsgemäßen Parabolspiegel 10, der aus einzelnen ebenen, d.h. nicht gekrümmten Elementen zusammengesetzt ist. Der Parabolspiegel 10 gemäß Figur 22A besteht in diesem Beispiel aus 6 konzentrischen Ringen I, II, III, IV, V, VI. Der Ring I setzt sich aus sechs in Draufsicht dreieckigen Segmenten 340 zusammen. Der Ring II setzt sich aus sechs in Draufsicht trapezförmigen Segmenten 342 zusammen. Der Ring II besteht aus den in Draufsicht trapezförmigen Segmenten 344 und quadratischen Segmenten 346, wobei die trapezförmigen Segmente 344 an ihrem inneren Ende sehr kurz sind und ggf. durch dreieckige Segmente ersetzt werden könnten. Der Ring III besteht wiederum aus in Draufsicht trapezförmigen Elementen 348 und quadratischen Elementen 346. Der Ring V besteht wiederum aus in Draufsicht trapezförmigen Elementen 350 und quadratischen Elementen 346 und dies gilt auch für den Ring VI, der aus in Draufsicht trapezförmigen Elementen 352 und qua- dratischen Elementen 346 besteht.FIG. 21 shows an arrangement corresponding to FIG. 15C, but with additional parts in the form of the rubber cables 330. Each rubber cable is attached at one end 332 to the push block 40 or (which is not shown) to a structure which connects a plurality of push blocks 40. The second end 334 of each rubber cord is preferably attached to the base frame 14 in the middle of the travel distance of the push blocks. For better metering of the spring forces or rubber tension forces, several springs or rubber ropes such as 330 can be used, the second end of which is fastened at different positions on the base frame 14 along the travel distance of the thrust blocks. Basically, an arrangement of this type can be used with only one push block 40 or with several push blocks 40. At least one rubber rope 330 is then preferably provided for each push block. FIG. 22A shows a parabolic mirror 10 according to the invention, which is composed of individual flat, ie non-curved elements. In this example, the parabolic mirror 10 according to FIG. 22A consists of 6 concentric rings I, II, III, IV, V, VI. The ring I is composed of six segments 340 which are triangular in plan view. The ring II is composed of six segments 342 which are trapezoidal in plan view. The ring II consists of the segments 344 which are trapezoidal in plan view and the square segments 346, the trapezoidal segments 344 being very short at their inner ends and possibly being able to be replaced by triangular segments. The ring III in turn consists of elements 348 which are trapezoidal in plan view and square elements 346. Ring V in turn consists of elements 350 and square elements 346 which are trapezoidal in plan view and this also applies to ring VI which consists of elements 352 and square elements which are trapezoidal in plan view. dramatic elements 346.
Die Seiten der einzelnen Segmente sind so angeschrägt, daß die ebenen Flächen im Parabolspiegel so orientiert sind, daß eine gute Annäherung zu der erwünschten Parabolform sich ergibt. Die einzelnen Elemente werden zur Bildung von Segmenten aneinander im Bereich ihrer Seiten verklebt und die einzelnen dreieckigen Segmente 354 werden zur Bildung des Parabolspiegels ebenfalls im Bereich der langen Seiten mit den benachbarten dreieckigen Segmenten 354 verklebt. Die gesamte Struktur wird entsprechend der Figur 13 zumindest auf der Rückseite mit durch Glasfaser ver- stärkten Kunststoff verkleidet, wie in Figur 13 H gezeigt, und es können im Parabolspiegel die notwendigen Aussparungen vorgesehen werden", die im Zusammenhang mit anderen Figuren beschrieben sind. Es wird nunmehr anhand der Figuren 22B und 22C gezeigt, wie die Konstruktion gemäß Figur 22A zumindest im wesentlichen verschnittfrei aus Extruder schaumplatten wie A hergestellt werden können und zwar hier anhand der Elemente 348 und 346 des Ringes IV, wobei die hier gegebene Erläuterung genauso für die Elemente der anderen Ringe gilt.The sides of the individual segments are chamfered so that the flat surfaces in the parabolic mirror are oriented so that there is a good approximation to the desired parabolic shape. The individual elements are glued to one another in the region of their sides to form segments, and the individual triangular segments 354 are likewise glued to the adjacent triangular segments 354 in the region of the long sides to form the parabolic mirror. According to FIG. 13, the entire structure is covered, at least on the back, with plastic reinforced with glass fiber, as shown in FIG. 13H, and the necessary recesses can be provided in the parabolic mirror " , which are described in connection with other figures. It is now shown with the help of FIGS. 22B and 22C how the construction according to FIG. 22A can be produced at least substantially without waste from extruder foam sheets such as A and here using elements 348 and 346 of ring IV, the explanation given here also for the Elements of the other rings apply.
Eine handelsübliche Extruderschaumplatte A wie sie für vorliegende Erfindung geeignet ist, kann beispielsweise in Abmessungen von etwa 60 cm Breite x 240 cm Länge x 4 cm Dicke von den Herstellerfirmen bezogen werden. Solche Extruderschaumplatten sind häufig mit Nut- und Federverbindungen an ihren Schmalseiten versehen, wobei die untere Schmalseite 360 in Figur 22B und 22C mit einer Nut 362 versehen ist und die obere Schmalseite 364 in Figur 22B und 22C mit einer Feder 366 versehen ist, die in einer entsprechenden Nut 362 in die nächstfolgende Platte eingesteckt ist.. Es genügt, die Extruderschaumplatten einfach zusammen zu stecken, wahlweise kann eine Klebeverbindung im Bereich der Nut- und Federverbindung vorgesehen werden. Auf diese Weise entsteht ein längliches Gebilde sowie in Figur 22B und 22C gezeigt, wobei dieses Gebilde aus einzelnen Platten zusammengesetzt ist, was nur am Beispiel der unteren Platten angedeutet ist, um die Darstellung nicht unnötig zu verkomplizieren.A commercially available extruder foam sheet A, as is suitable for the present invention, can be obtained, for example, from the manufacturers in dimensions of about 60 cm wide x 240 cm long x 4 cm thick. Such extruder foam sheets are often provided with tongue and groove connections on their narrow sides, the lower narrow side 360 in FIGS. 22B and 22C being provided with a groove 362 and the upper narrow side 364 in FIGS. 22B and 22C being provided with a tongue 366 which is provided in a the corresponding groove 362 is inserted into the next panel. It is sufficient to simply plug the extruder foam panels together, optionally an adhesive connection can be provided in the area of the tongue and groove connection. In this way, an elongated structure is produced, as shown in FIGS. 22B and 22C, this structure being composed of individual plates, which is only indicated in the example of the lower plates, in order not to unnecessarily complicate the illustration.
Statt die Plattenbahn aus mehreren einzelnen Platten wie A zu bilden, könnte sie als kontinuierliche Bahn aus dem Schaumstoffextruder ver- wendet werden, die dann gleich nach dem Extruder in einzelne Elemente zu unterteilen ist. Der untere dreieckige Bereich 368, der in Figur 22B schraffiert dargestellt ist, ist als Verschnitt zu verstehen. Anschließend werden von der durch die Platten gebildeten Materialbahn folgende Elemente in der Reihenfolge von unten nach oben herausgeschnitten: 348, 346, 348, 348, 346, 348, 348, 346, 348, 348, 346, usw. Im Bereich der Nut- und Federverbindung 362, 366 zwischen zwei Extruderschaumplatten entsteht zumindest im wesentlichen kein Verschnitt. Das heißt der straffierte Bereich 368 entsteht nur am Anfang der ersten Platte.Instead of forming the sheet web from several individual sheets such as A, it could be used as a continuous sheet from the foam extruder, which can then be divided into individual elements immediately after the extruder. The lower triangular region 368, which is shown hatched in FIG. 22B, is to be understood as a waste. Then the following elements are cut out of the material web formed by the plates in the order from bottom to top: 348, 346, 348, 348, 346, 348, 348, 346, 348, 348, 346, etc. In the area of the groove and Spring connection 362, 366 between two extruded foam sheets creates at least essentially no waste. That is, the taut area 368 only arises at the beginning of the first plate.
Man merkt an den doppelten Linien im Kantenbereich der einzelnen Elemente wie bei 370 gezeigt, daß die Elemente hier angeschrägt sind. Dies gilt für alle Bereiche, die mit einer doppelten Linie gezeichnet sind, wobei der Grad der Abwinklung dem jeweiligen Ring entsprechend zu wählen ist. In manchen angeschrägten Bereichen kann ein gewisser Verschnitt ent- stehen, der aber minimal ist.You can see from the double lines in the edge area of the individual elements as shown at 370 that the elements are beveled here. This applies to all areas that are drawn with a double line, whereby the degree of angling is to be selected according to the respective ring. A certain amount of waste may occur in some beveled areas, but this is minimal.
Die gestrichelten Linien zeigen Kanten, die an der Unterseite der Plattenbahn gemäß Figur 22B gebildet sind.The dashed lines show edges which are formed on the underside of the plate web according to FIG. 22B.
Obwohl die Darstellung gemäß Figuren 22B und 22C nur für den Ring IV gilt, versteht man, daß ein entsprechendes Schnittschema für die Elemente der anderen Ringe gilt. Der Verschnitt, der minimal ist, kann auch wieder eingeschmolzen werden, so daß man insgesamt verlustfrei arbeiten kann.Although the illustration according to FIGS. 22B and 22C only applies to ring IV, it is understood that a corresponding cutting scheme applies to the elements of the other rings. The waste, which is minimal, can also be melted down again, so that you can work without loss.
Besonders günstig ist, daß einige der geraden Schnitte, insbesondere die, die quer oder schräg zu der jeweiligen Materialplatte bzw. der Materialbahn verlaufen gleichzeitig die angeschrägten, d.h. schräggestellten Seiten von zwei Elementen bilden, wodurch einerseits Materialverluste minimiert werden und andererseits das Schneidverfahren wirtschaftlich durchgeführt werden kann. Die Schrägwinkel von schräggestellten Seiten der Elemente sind jeweils so ausgelegt, daß bei Zusammenstellung der Ele- mente die angenäherte Parabolform entsteht. D.h., daß die in etwa radial verlaufenden Seiten der Elemente eines jeden Ringes die gleichen Schrägwinkel aufweisen, daß aber die anderen Seiten der einzelnen Elemente, welche um die Rotationssymmetrieachse verlaufen, von unterschiedlichen Ringen je nach Position des Ringes innerhalb der Parabolform unter- schiedlich gewählt werden, um die erwünschte angenäherte Parabolform zu schaffen.It is particularly favorable that some of the straight cuts, in particular those which run transversely or obliquely to the respective material plate or the material web, simultaneously the beveled, that is to say inclined, sides of two elements, which on the one hand minimizes material losses and on the other hand the cutting process can be carried out economically. The slant angles of slanted sides of the elements are each designed so that the approximate parabolic shape is created when the elements are put together. This means that the approximately radial sides of the elements of each ring have the same helix angle, but that the other sides of the individual elements, which run around the axis of rotational symmetry, are chosen differently by different rings depending on the position of the ring within the parabolic shape to create the desired approximate parabolic shape.
Obwohl de Parabolspiegelkonstruktion, die hier offenbart ist, vornehmlich für Solarspiegel verwendet wird, kann die Konstruktion auch für andere Zwecke, wie Radarsysteme oder Satellitenempfang verwendet werden. Although the parabolic mirror construction disclosed herein is primarily used for solar mirrors, the construction can also be used for other purposes such as radar systems or satellite reception.

Claims

Patentansprücheclaims
Konzentrierendes Solarenergie System mit einem als zweiachsig nachgeführten Parabolspiegel realisierten Reflektor (10), der von einem in einer Tragebene angeordneten Grundrahmen (14) getragen ist und mit einem im Betrieb in, vor oder nach dem Brennpunkt (110) des Parabolspiegels angeordneten Receiver (62), wobei der Parabolspiegel außerdem um eine zumindest im wesentlichen senk- recht zur Tragebene angeordnete Achse (36) drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Parabolspiegel eine im Betrieb untere Kante (12) aufweist, die zumindest im wesentlichen unmittelbar benachbart zur Tragebene angeordnet ist und in Draufsicht entweder gerade verläuft oder leicht gekrümmt ist, und daß der Parabolspiegel (10) um eine im Bereich seiner unteren Kante (12) und zumindest im wesentlichen parallel zur Tragebene angeordnete und über den Grundrahmen (14) linear verfahrbare Schwenkachse (36) hinauf und herunter schwenkbar ist.Concentrating solar energy system with a reflector (10) implemented as a biaxial tracking parabolic mirror, which is carried by a base frame (14) arranged in a supporting plane and with a receiver (62) arranged in operation before, after or after the focal point (110) of the parabolic mirror , wherein the parabolic mirror can also be rotated about an axis (36) arranged at least substantially perpendicular to the supporting plane, characterized in that the parabolic mirror has a lower edge (12) during operation, which is arranged at least substantially immediately adjacent to the supporting plane and in plan view either straight or slightly curved, and that the parabolic mirror (10) up and around a in the region of its lower edge (12) and at least substantially parallel to the support plane and linearly movable over the base frame (14) pivot axis (36) and is pivotable down.
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Parabolspiegel (10) um die Schwenkachse (36) soweit herunter schwenkbar ist, daß er im heruntergeschwenkten Zustand ein Dach bildet.Concentrating solar energy system according to Claim 1, characterized in that the parabolic mirror (10) can be swiveled down so far about the swivel axis (36) that it forms a roof when swiveled down.
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Parabolspiegel (10) im heruntergeschwenkten Zustand auf einer Tragfläche, einem Fundament (30), einem Untergrund oder ei- ner dem Umriß des Parabolspiegels (10) angepaßten Mauer aufliegt und gegebenenfalls mit dieser oder mit diesen verriegelbar ist.Concentrating solar energy system according to claim 1 or 2, characterized in that the parabolic mirror (10) in the swung-down state on a wing, a foundation (30), a surface or a ner rests on the outline of the parabolic mirror (10) adapted wall and, if necessary, can be locked with this or with these.
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine längliche Tragstruktur (34) sich entlang der unteren Kante (12) des Parabolspiegels (10) erstreckt und sowohl den Parabolspiegel versteift als auch die Schwenkachse (36) trägt.Concentrating solar energy system according to one of the preceding claims, characterized in that an elongated supporting structure (34) extends along the lower edge (12) of the parabolic mirror (10) and stiffens the parabolic mirror as well as supports the pivot axis (36).
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dreiecksverstrebung (80) innerhalb des Parabolspiegels vorgesehen ist mit einer Anbindung an den vorgesehenen Anlenk- stellen (36, 46, 60) an einen Schubblock (40), an einem Lenkarm (42) und an einem Tragarm (58) des Receivers (62).Concentrating solar energy system according to one of the preceding claims, characterized in that a triangular strut (80) is provided within the parabolic mirror with a connection at the intended articulation points (36, 46, 60) to a push block (40), on a steering arm (42 ) and on a support arm (58) of the receiver (62).
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der vorhergehen- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Realisierung der Drehbewegung um die senkrechte Achse der Grundrahmen mittels Rollen (28) oder Räder auf einer kreisförmigen Bahn (30) drehbar ist.Concentrating solar energy system according to one of the preceding claims, characterized in that in order to implement the rotary movement about the vertical axis, the base frame can be rotated on a circular path (30) by means of rollers (28) or wheels.
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (30) am Boden bzw. auf einem Fundament, auf einer Mauer, auf einer Decke, auf einer Schiene oder auf einem Rohrge- stell definiert und ausgebildet ist. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Realisierung der Schwenkbewegung der Parabolspiegel (10) über eine Gestängeanordnung (42) mit dem Grundrahmen (14) verbunden ist und die Schwenkachse (36) über den Grundrahmen (14) verfahrbar ist.Concentrating solar energy system according to claim 6, characterized in that the track (30) is defined and formed on the floor or on a foundation, on a wall, on a ceiling, on a rail or on a pipe frame. Concentrating solar energy system according to one of the preceding claims, characterized in that, in order to implement the pivoting movement, the parabolic mirror (10) is connected to the base frame (14) via a linkage arrangement (42) and the pivot axis (36) can be moved over the base frame (14).
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestängeanordnung aus mindestens einem Lenkarm (42) besteht, der an einem Ende im mittleren Bereich des Parabolspiegels (10) auf dessen Rückseite (bei 46) und am anderen Ende auf einem Stützpunkt (52) schwenkbar angelenkt ist, der vom GrundrahmenConcentrating solar energy system according to claim 8, characterized in that the linkage arrangement consists of at least one steering arm (42) which at one end in the central region of the parabolic mirror (10) on the rear (at 46) and at the other end on a support point (52) is pivotally articulated from the base frame
(14) getragen und hinter dem Parabolspiegel (10) angeordnet ist.(14) worn and arranged behind the parabolic mirror (10).
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Anlenkpunkt (46) im mittleren Bereich des Parabolspiegels in allen aufgeklappten Stellungen des Parabolspiegels deutlich oberhalb einer Linie befindet, welche sich vom Stützpunkt (52) zu einer Anlenkachse (36) an einem Schubblock (40) erstreckt, der sich im Bereich der Tragstruktur (34) befindet.Concentrating solar energy system according to claim 8, characterized in that the articulation point (46) is located in the central region of the parabolic mirror in all unfolded positions of the parabolic mirror clearly above a line which is from the support point (52) to a articulation axis (36) on a thrust block ( 40) which is located in the region of the support structure (34).
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Lenkarme (42) vorgesehen sind, die an jeweili- gen Stellen auf der Rückseite des Parabolspiegels (10) und an jewei- ligen von Grundrahmen (14) getragenen Stützpunkten (52) schwenkbar angelenkt sind.Concentrating solar energy system according to claim 9 or claim 10, characterized in that two or more steering arms (42) are provided, which at respective locations on the back of the parabolic mirror (10) and at each Leagues of base frames (14) are supported pivot points (52).
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Lenkarme zu einem A-Rahmen zusammengefügt sind, der im Bereich seiner Spitze an der Rückseite des Parabolspiegels und im Basisbereich an jeweiligen Stützpunkten schwenkbar angelenkt ist.Concentrating solar energy system according to one of claims 8 to 10, characterized in that at least two steering arms are joined together to form an A-frame which is pivotally articulated in the area of its tip on the back of the parabolic mirror and in the base area at respective support points.
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestängeanordnung aus mindestens einem Lenkarm (42) besteht, der an einem Ende im mittleren Bereich des ParabolspiegelsConcentrating solar energy system according to claim 8, characterized in that the linkage arrangement consists of at least one steering arm (42) which at one end in the central region of the parabolic mirror
(10) auf dessen spiegelnde Innenseite und am anderen Ende auf einem Stützpunkt (52) schwenkbar angelenkt ist, der vom Grundrahmen (14) getragen ist und sich im heruntergeschwenkten Zustand des Parabolspiegels benachbart zu der Position befindet, die die im hochgeschwenkten Zustand obere Kante des Parabolspiegels (10) annimmt.(10) on the reflecting inside and at the other end is pivotally articulated on a base (52) which is supported by the base frame (14) and is in the swung-down state of the parabolic mirror adjacent to the position which the upper edge of the swung-up state of the Parabolic mirror (10) assumes.
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Lenkarme (42) vorgesehen sind, die an jeweiligen Stellen (46) auf der Innenseite des Parabolspiegels und an jeweiligen Stützpunkten (58) am Grundrahmen schwenkbar angelenkt sind. Concentrating solar energy system according to claim 13, characterized in that two or more steering arms (42) are provided which are pivotably articulated at respective points (46) on the inside of the parabolic mirror and at respective support points (58) on the base frame.
15. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Lenkarme zu einem A-Rahmen zusammengefügt sind, der im Bereich seiner Spitze an der Innenseite des Para- bolspiegels und in seinem Basisbereich an jeweilige Stützpunkte schwenkbar angelenkt ist,15. Concentrating solar energy system according to claim 13 or 14, characterized in that at least two steering arms are joined together to form an A-frame which is pivotally articulated in the area of its tip on the inside of the parabolic mirror and in its base area to respective support points,
16. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verfahren der Schwenkachse (36) am Grundrahmen (14) ein von einem Antriebsmotor (224) angetriebener Stellantrieb vorgesehen ist.16. Concentrating solar energy system according to one of the preceding claims, characterized in that for moving the pivot axis (36) on the base frame (14) is provided by a drive motor (224) driven actuator.
17. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Stellantrieb um eine am Grundrahmen (14) drehbar gelagerte Gewindespindel (222) handelt, die in einem entsprechenden Gewinde bzw. in einer entsprechenden Gewindemutter in einen Schubblock (40) eingreift, der zur die Schwenkachse (36) tragenden Struktur gehört.17. Concentrating solar energy system according to claim 16, characterized in that the actuator is a rotatably mounted threaded spindle (222) on the base frame (14), which engages in a corresponding thread or in a corresponding threaded nut in a thrust block (40) belonging to the structure supporting the pivot axis (36).
18. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gewindespindel (222) jedem Schwenklager der Schwenkachse (36) zugeordnet ist und in einem jeweiligen Schubblock (40) eingreift. 9. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 18, 5718. Concentrating solar energy system according to claim 15, characterized in that a threaded spindle (222) is assigned to each pivot bearing of the pivot axis (36) and engages in a respective thrust block (40). 9. Concentrating solar energy system according to claim 18, 57
dadurch gekennzeichnet, daß beim Vorsehen von mehreren Gewinde spindein (222) diese synchron angetrieben werden bzw. mittels eines beide Spindeln gleichzeitig antreibenden Kettenantriebs (234) oder mittels Inkremental- geber und elektronischer Steuerung, z.B. HCTL 100 von HP, oder mit Hilfe von Impulsgebern an der Schiene, die von der Steuerelektronik ausgewertet werden.characterized in that when a plurality of threaded spindles (222) are provided, these are driven synchronously or by means of a chain drive (234) driving both spindles simultaneously or by means of an incremental encoder and electronic control, e.g. HCTL 100 from HP, or with the help of pulse generators on the rail, which are evaluated by the control electronics.
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Stellantrieb um einen Kettenantrieb handelt, dessen Kette um zwei am Grundrahmen drehbar gelagerten Kettenräder umläuft und an einer Stelle im Bereich der Schwenkachse am Parabolspiegel bzw. an einem zugeordneten Schubblock befestigt ist.Concentrating solar energy system according to claim 16, characterized in that the actuator is a chain drive, the chain revolves around two sprockets rotatably mounted on the base frame and is attached at one point in the region of the pivot axis to the parabolic mirror or to an associated thrust block.
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kettenantrieb jedem Schwenklager der Schwenkachse zugeordnet ist und daß die Kettenantriebe synchronisiert angetrieben werden beispielsweise dadurch, daß die Antriebskettenräder über eine gemeinsame Welle angetrieben werden.Concentrating solar energy system according to claim 20, characterized in that a chain drive is assigned to each pivot bearing of the pivot axis and that the chain drives are driven synchronously, for example in that the drive sprockets are driven via a common shaft.
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Stellantrieb um einen hydraulischen Antrieb handelt.Concentrating solar energy system according to claim 16, characterized in that the actuator is a hydraulic drive.
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Stellantrieb um eine Zahnstange und Ritzel Kombination handelt, wobei das Ritzel vom Antriebsmotor antreibbar und an einem der Schwenkachse zugeordneten Schubblock angeordnet ist.Concentrating solar energy system according to claim 16, characterized in that that the actuator is a rack and pinion combination, the pinion being drivable by the drive motor and arranged on a thrust block assigned to the pivot axis.
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stellantrieb jedem Schubblock (40) zugeordnet ist und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um sicherzustellen, daß die Ritzel synchron antreibbar sind, beispielsweise, daß beide Ritzel von einem Antriebsmotor (224) über eine gemeinsame Welle antreibbar sind oder mit Inkrementalgeber und elektronischer Steuerung, z.B. HCTL 100 von Hewlett Packard, oder mit Hilfe von Impulsgebern an der Schiene, die von der Steuerelektronik ausgewertet werden.Concentrating solar energy system according to claim 23, characterized in that an actuator is assigned to each thrust block (40) and that a device is provided to ensure that the pinions can be driven synchronously, for example that both pinions are driven by a drive motor (224) via a common one Shaft can be driven or with incremental encoder and electronic control, for example HCTL 100 from Hewlett Packard, or with the help of pulse generators on the rail, which are evaluated by the control electronics.
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Stellantrieb um ein Seilzugsystem handelt, das von einem Motor (224) antreibbar ist.Concentrating solar energy system according to claim 16, characterized in that the actuator is a cable pull system which can be driven by a motor (224).
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (224) ein Schneckengetriebe (240, 242) antreibt, das mit dem Seilzugsystem (244) gekoppelt ist.Concentrating solar energy system according to claim 25, characterized in that the motor (224) drives a worm gear (240, 242) which is coupled to the cable pull system (244).
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Seilzugsystem aus einem Seilzug (244) für jeden Schubblock (40) besteht, wobei jeder Seilzug (244) von einem Schneckenrad (242) antreibbar ist, das mit einer vom Motor (224) angetriebenen Schnecke (240) des Schneckengetriebes kämmt.Concentrating solar energy system according to claim 26, characterized in that the cable system consists of a cable (244) for each thrust block (40), each cable (244) being drivable by a worm wheel (242) which meshes with a worm gear (240) driven by the motor (224) of the worm gear.
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Seilzug (244) bzw. jeder Seilzug (244) an einem Ende vom Antrieb aufwickelbar und am anderen Ende abwickelbar ist.Concentrating solar energy system according to one of Claims 25 to 27, characterized in that the cable pull (244) or each cable pull (244) can be wound up by the drive at one end and unwound at the other end.
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor als Bremse wirkt bzw. eine Bremse aufweist, um den Stellantrieb in der jeweils angefahrenen Position zu halten.Concentrating solar energy system according to one of the preceding claims 16 to 28, characterized in that the drive motor acts as a brake or has a brake in order to hold the actuator in the respective approached position.
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb mindestens ein Schneckengetriebe (240, 242) aufweist, das als Bremse wirkt.Concentrating solar energy system according to claim 29, characterized in that the actuator has at least one worm gear (240, 242) which acts as a brake.
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Receiver (62) an einem Ende eines Tragarms (58) vorgesehen ist, dessen anderes Ende im Bereich der unteren Kante (12) des Parabolspiegels (10) angelenkt ist, vorzugsweise an der genannten P T/EP01/05743Concentrating solar energy system according to one of the preceding claims, characterized in that the receiver (62) is provided on one end of a support arm (58), the other end of which is articulated in the region of the lower edge (12) of the parabolic mirror (10), preferably on the mentioned PT / EP01 / 05743
6060
Tragstruktur und beim Hinaufschwenken des Parabolspiegels mit aufschwenkbar ist.Support structure and when swiveling up the parabolic mirror can be swung open.
32. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochschwenken des Receivers durch Anlage des Tragarms (58) an der genannten Tragstruktur (34) oder an einer vorhandenen Dreiecksverstrebung (80) erfolgt.32. Concentrating solar energy system according to claim 31, characterized in that the swiveling up of the receiver is carried out by bearing the support arm (58) on said support structure (34) or on an existing triangular strut (80).
33. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Parabolspiegel in Draufsicht in etwa halbkreisförmig, rechteckig oder rechteckig mit abgerundeten Ecken ist, wobei im letzte- ren Fall insbesondere die der unteren Kante abgewandten Ecken angerundet sind.33. Concentrating solar energy system according to one of the preceding claims, characterized in that the parabolic mirror in plan view is approximately semicircular, rectangular or rectangular with rounded corners, in the latter case in particular the corners facing away from the lower edge are rounded.
34. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Parabolspiegel (10) eine Gestalt aufweist, die sich durch die Schneidkurve zwischen einem parabolischen oder Halbdrehkörper und einer quer zur Drehachse des Drehkörpers stehenden Ebene ergibt. 5. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Parabolspiegel aus Segmenten zusammengesetzt ist, die je- weils aus Extruderschaumkörpern (Polystyrol oder ähnliches) be- stehen, die an einer ebenen oder parabolisch gekrümmten Fläche mit einer Spiegelfolie (179) bedeckt und an deren Rückseite mit einer Haut (181) eines faserverstärkten Kunststoffs beispielsweise aus Glasfaser und Polyesterharz versehen sind, wobei die Segmente (152) an deren Längsseiten miteinander fügbar bzw. zusammengefügt sind.34. Concentrating solar energy system according to one of the preceding claims, characterized in that the parabolic mirror (10) has a shape which results from the cutting curve between a parabolic or semi-rotating body and a plane perpendicular to the axis of rotation of the rotating body. 5. Concentrating solar energy system according to one of the preceding claims, characterized in that the parabolic mirror is composed of segments, each of which consists of extruded foam bodies (polystyrene or the like). stand, which are covered on a flat or parabolically curved surface with a mirror film (179) and on the back with a skin (181) of a fiber-reinforced plastic, for example made of glass fiber and polyester resin, the segments (152) being joined together on their long sides or are joined together.
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von parabolisch oder sphärisch gekrümmtenConcentrating solar energy system according to claim 35, characterized in that when using parabolically or spherically curved ones
Spiegelflächen die parabolische oder sphärische Form in entsprechende Extruder schaumplatten eingeschmolzen oder eingeschnitten ist oder daß nicht gekrümmte Spiegelflächen verwendet werden, die durch ihre Größe die Ausdehnung des Brennpunkts bestimmen, der in diesem Fall besonders gleichmäßig bestrahlt wird.Mirror surfaces, the parabolic or spherical shape is melted or cut into corresponding extruder foam sheets or that non-curved mirror surfaces are used, which determine the extent of the focal point by their size, which is particularly evenly irradiated in this case.
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (152) an ihren Längsseiten über formschlüssige Elemente (177) miteinander verbunden sind, die gegebenenfalls auch aus Extruderschaum bestehen und mit einer faserverstärkten Kunststoffhaut (175) versehen sind.Concentrating solar energy system according to Claim 35 or 36, characterized in that the segments (152) are connected to one another on their long sides via form-fitting elements (177) which may also consist of extruded foam and are provided with a fiber-reinforced plastic skin (175).
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der Ansprüche 35 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß größere Segmente (142), die zum Parabolspiegel (10) zusammengefügt bzw. zusammenfügbar sind, aus mehreren kleineren, ebene oder gekrümmte Oberflächen aufweisende Segmenten (beispielsweise 152) zusammengesetzt bzw. zusammensetzbar sind.Concentrating solar energy system according to one of Claims 35 to 37, characterized in that larger segments (142) which are joined or can be joined together to form the parabolic mirror (10) consist of a plurality of smaller, segments which have flat or curved surfaces (for example 152) can be put together or put together.
39. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der vorhergehen- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiges Metall, beispielsweise Zink, als Wärmeträger im39. Concentrating solar energy system according to one of the preceding claims, characterized in that a liquid metal, for example zinc, as a heat carrier in the
Receiver benutzbar bzw. benutzt ist.Receiver is usable or used.
40. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiges Salz als Wärmeträger im Receiver (62) benutzbar bzw. benutzt ist.40. Concentrating solar energy system according to one of the preceding claims 1 to 38, characterized in that a liquid salt can be used or used as a heat carrier in the receiver (62).
41. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strom erzeugende Solarzelle als Receiver (62) benutzbar bzw. benutzt ist.41. Concentrating solar energy system according to one of the preceding claims 1 to 38, characterized in that a power-generating solar cell can be used or used as a receiver (62).
42. Konzentrierendes Solarenergiesystem mit einem als zweiachsig nachgeführten Parabolspiegel realisierten Reflektor, der von einem in einer Tragebene angeordneten Grundrahmen getragen ist und mit einem im Betrieb in, vor oder nach dem Brennpunkt des Parabolspiegels angeordneten Receiver, wobei der Parabolspiegel außerdem um eine zumindest im wesentlichen senkrecht zur Tragebene angeordnete Achse drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Parabolspiegel (10) um eine untere, im Bereich der Tragebene oder in einem Abstand oberhalb oder unterhalb dieser angeordnete Schwenkachse hinauf- und herunterschwenkbar ist, wobei die Schwenkachse (36) in einer zur Tragebene parallelen Ebene oder in der Tragebene verschiebbar angeordnet ist und die Verschiebung der Schwenkachse (36) zu der entsprechenden Schwenkbewegung des Parabolspiegels (10) führt bzw. beiträgt.42.Concentrating solar energy system with a reflector realized as a biaxial tracking parabolic mirror, which is supported by a base frame arranged in a supporting plane and with a receiver arranged in operation in, before or after the focal point of the parabolic mirror, the parabolic mirror also being at least substantially perpendicular axis arranged to the supporting plane is rotatable, characterized in that that the parabolic mirror (10) can be swiveled up and down about a lower swivel axis arranged in the region of the support plane or at a distance above or below it, the swivel axis (36) being arranged so as to be displaceable in a plane parallel to the support plane or in the support plane and the displacement of the pivot axis (36) leads or contributes to the corresponding pivoting movement of the parabolic mirror (10).
Konzentrierendes Solarenergiesystem mit einem als zweiachsig nachgeführten Parabolspiegel realisierten Reflektor, der von einem in einer Tragebene angeordneten Grundrahmen getragen ist und mit einem im Betrieb in, vor oder nach dem Brennpunkt des Parabolspiegels angeordneten Receiver, wobei der Parabolspiegel außerdem um eine zumindest im wesentlichen senkrecht zur Tragebene ange- ordnete Achse drehbar ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Parabolspiegel (10) um eine vom Grundrahmen abgestützte Schwenkachse (36) hinauf- und herunterschwenkbar ist und daß die Schwenkachse in einer zu der Tragebene parallelen Ebene zur Durchführung der entsprechenden Schwenkbewegung verschiebbar angeordnet ist.Concentrating solar energy system with a reflector realized as a biaxial tracking parabolic mirror, which is supported by a base frame arranged in a supporting plane and with a receiver arranged in operation in, before or after the focal point of the parabolic mirror, the parabolic mirror also being at least essentially perpendicular to the supporting plane arranged axis is rotatable, characterized in that the parabolic mirror (10) can be pivoted up and down about a pivot axis (36) supported by the base frame and that the pivot axis is arranged in a plane parallel to the supporting plane for carrying out the corresponding pivoting movement.
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 42, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Abstand innerhalb eines Bereichs von + 25 %, vorzugsweiseConcentrating solar energy system according to claim 42, characterized in that the distance is within a range of + 25%, preferably
± 12,5 % und insbesondere ± 10 % der maximalen Abmessung des Parabolspiegels (10) liegt, wobei negative Werte bedeuten, daß die Schwenkachse unterhalb der Tragebene liegt. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der Ansprüche 42 bis 44, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schwenkbewegung durch mindestens einen Lenkarm (42) unterstützt wird und daß bei hinauf geschwenktem Parabolspiegel (10) dieser an einem Ende am Parabolspiegel an einer Stelle (46) deutlich oberhalb der Tragebene und an seinem anderen Ende am Grundrahmen oder an einem am Grundrahmen (14) befestigten Stützpunkt (52) angelenkt ist.± 12.5% and in particular ± 10% of the maximum dimension of the parabolic mirror (10), whereby negative values mean that the pivot axis is below the supporting plane. Concentrating solar energy system according to one of Claims 42 to 44, characterized in that the pivoting movement is supported by at least one steering arm (42) and that when the parabolic mirror (10) is pivoted upwards, the latter is at one end on the parabolic mirror at a point (46) clearly above the supporting plane and is articulated at its other end to the base frame or to a base (52) attached to the base frame (14).
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 45, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der bzw. jeder Lenkarm (42) zumindest teilweise auf der Rück- seite des Parabolspiegels (10) angeordnet ist.Concentrating solar energy system according to claim 45, characterized in that the or each steering arm (42) is at least partially arranged on the rear side of the parabolic mirror (10).
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 45, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der bzw. jeder Lenkarm (42) zumindest teilweise auf der vorde- ren, spiegelnden Seite des Parabolspiegels (10) angeordnet ist.Concentrating solar energy system according to claim 45, characterized in that the or each steering arm (42) is at least partially arranged on the front, reflecting side of the parabolic mirror (10).
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der Ansprüche 42 bis 47, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Parabolspiegel (10) in Draufsicht kreisrund oder annähernd kreisrund erscheint oder ein Höhen- /Breitenverhältnis im Bereich zwischen 0,5 und 1,5 aufweist. Concentrating solar energy system according to one of claims 42 to 47, characterized in that the parabolic mirror (10) appears circular or approximately circular in plan view or has a height / width ratio in the range between 0.5 and 1.5.
49. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der Ansprüche 42 bis 48, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verschiebung der Schwenkachse (36) derart durchführbar ist, daß die Verschwenkung des Parabolspiegels (10) um die Schwenk-achse (36) dazu führt, daß der Schwerpunkt des Parabolspiegels (10) stets oberhalb des Grundrahmens im Bereich des Grundrahmens und vorzugsweise stets im Bereich der vertikalen Drehachse (32) liegt.49. Concentrating solar energy system according to one of claims 42 to 48, characterized in that the displacement of the pivot axis (36) can be carried out such that the pivoting of the parabolic mirror (10) about the pivot axis (36) leads to the fact that the center of gravity of the Parabolic mirror (10) always lies above the base frame in the area of the base frame and preferably always in the area of the vertical axis of rotation (32).
50. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der Ansprüche 42 oder 43 in Kombination mit einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 41.50. Concentrating solar energy system according to one of claims 42 or 43 in combination with one or more of claims 2 to 41.
51. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Grundrahmen (14) zu einer horizontalen Ebene geneigt angeordnet ist, wobei im hinaufgeschwenkten Zustand des Parabol- spiegeis der Grundrahmen (14) im Bereich der Schwenkachse (36), d.h. vorne höher angeordnet ist als weiter hinten, d.h. im Bereich der Schwenkachse (36) im heruntergeschwenkten Zustand.51. Concentrating solar energy system according to one of the preceding claims, characterized in that the base frame (14) is arranged inclined to a horizontal plane, the base frame (14) being pivoted upwards in the region of the pivot axis (36), i.e. in the swung-up state of the parabolic mirror. is higher at the front than further back, i.e. in the region of the swivel axis (36) when swiveled down.
52. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 51, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Räder (28A), die im hinaufgeschwenkten Zustand des Parabolspiegels (10) im Bereich der Schwenkachse (36), d.h. vorne am Grundrahmen (14) angeordnet sind, einen größeren Durchmesser aufweisen als Räder (28), die im heruntergeschwenkten Zustand des Parabolspiegels im Bereich der Schwenkachse (36), d.h. hinten am Grundrahmen angeordnet sind.52. Concentrating solar energy system according to claim 51, characterized in that the wheels (28A), which are arranged in the pivoted-up state of the parabolic mirror (10) in the region of the pivot axis (36), ie at the front on the base frame (14), have a larger diameter have as wheels (28) which, when the parabolic mirror is pivoted down, are arranged in the region of the pivot axis (36), ie at the rear of the base frame.
53. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Feder (306, 330) oder mehrere Federn, beispielsweise in Form eines Gummiseils oder mehrerer Gummiseile, vorgesehen ist bzw. sind, um die Stellkraft des zum Schwenken des Parabolspiegels53. Concentrating solar energy system according to one of the preceding claims, characterized in that a spring (306, 330) or a plurality of springs, for example in the form of a rubber cable or several rubber cables, is or are provided in order to adjust the actuating force for pivoting the parabolic mirror
(20) vorgesehenen Motors (224) bzw. der zum Schwenken des Parabolspiegels vorgesehenen Motoren zu unterstützen.(20) provided motor (224) or the motors provided for pivoting the parabolic mirror.
54. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der vorhergehen- den Ansprüche , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine oder mehrere Federn (306), beispielsweise in Form eines Gummiseils oder mehrerer Gummiseile, vorgesehen ist bzw. sind, die vom Receiver (62) zum vorderen Teil des Grundrahmens (14) verläuft bzw. verlaufen und im heraufgeschwenkten Zustand des54. Concentrating solar energy system according to one of the preceding claims, characterized in that one or more springs (306), for example in the form of a rubber cord or a plurality of rubber ropes, are provided, which are from the receiver (62) to the front part of the base frame (14) runs or run and in the swung-up state of the
Parabolspiegels (10) gespannt sind. 5. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine oder mehrere Federn, beispielsweise in Form eines Gummiseils oder mehrerer Gummiseile, vorgesehen ist bzw. sind, die von der Vorderseite des Grundrahmens (14) zu einer im Bereich der im Betrieb unteren Kante (12) des Parabolspiegels angeordneten Tragstruktur (34) für den Parabolspiegel verläuft bzw. verlaufen und im heruntergschwenkten Zustand des Parabolspiegels gespannt ist bzw. sind.Parabolic mirror (10) are excited. 5. Concentrating solar energy system according to one of the preceding claims, characterized in that one or more springs, for example in the form of a rubber cable or several rubber cables, is or are provided, which from the front of the base frame (14) to one in the area of Operation of the lower edge (12) of the parabolic mirror arranged support structure (34) for the parabolic mirror runs or run and is or are tensioned when the parabolic mirror is swung down.
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Stellantrieb (224) für die Schwenkbewegung des Parabol- spiegeis durch einen Garagentorantrieb realisiert ist.Concentrating solar energy system according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator (224) for the pivoting movement of the parabolic mirror is realized by a garage door drive.
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß bei Verwendung von mehreren die Schwenkachse tragendenConcentrating solar energy system according to one of the preceding claims, characterized in that when several are used, they support the pivot axis
Schubblöcken (40) mit einer von der Anzahl der Schubblöcke abweichenden Anzahl von Stellantrieben (224) die Schubblöcke (40) miteinander zu einem Verbund fest verbunden sind und der Stellantrieb (224) bzw. die Stellantriebe an den Verbund so angeschlossen ist bzw. sind, daß die antreibenden Kräfte zumindest im wesentlichen gleichmäßig auf die Schubblöcke (40) verteilt sind.Thrust blocks (40) with a number of actuators (224) which deviates from the number of thrust blocks, the thrust blocks (40) are firmly connected to one another and the actuator (224) or the actuators is or are connected to the network in such a way, that the driving forces are at least substantially evenly distributed over the thrust blocks (40).
Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß im Bereich des Stützpunktes (52) jedes Lenkarms (42) amConcentrating solar energy system according to claim 9, characterized in that in the region of the support point (52) of each steering arm (42) on
Grundrahmen (14) eine Aussparung (312) im Parabolspiegel vorgesehen ist, die vom Schnittpunkt der Wölbung des Parabolspiegels (10) mit der im Betrieb unteren KanteTragstruktur (34) des Parabol- spiegeis bis zu einer gedachten Linie zwischen der Schwenkachse (36) und der Anlenkachse (46) des jeweiligen Lenkarms (42) am Parabolspiegel oder einer dazu parallelen Linie reicht.Base frame (14) a recess (312) is provided in the parabolic mirror, which from the intersection of the curvature of the parabolic mirror (10) with the lower edge during operation mirror ice up to an imaginary line between the swivel axis (36) and the articulation axis (46) of the respective steering arm (42) on the parabolic mirror or a line parallel to it.
59. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 58, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß jeder die Schwenkachse (36) tragende Schubblock (40) einen oberen Tragarm (310) aufweist, der in die Aussparung (312) hineinragt, wobei die Schwenkachse (36) im Bereich der Aussparung (312) am Parabolspiegel (10) angebracht ist.59. Concentrating solar energy system according to claim 58, characterized in that each push block (40) carrying the pivot axis (36) has an upper support arm (310) which projects into the recess (312), the pivot axis (36) in the region of the recess (312) is attached to the parabolic mirror (10).
60. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach Anspruch 59, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Aussparung durch zwei voneinander einen Abstand aufwei- senden Wände (319, 316) gebildet ist, die jeweils eine zumindest im wesentlichen eine dreieckige Form aufweisent mit zwei Seiten, die miteinander einen Winkel im Bereich von zumindest im wesentlichen 90° bilden, wobei die eine dieser Seiten am Parabolspiegel (10) und die andere an der Tragstruktur (34) für den Parabolspiegel an- gebracht ist und daß die Schwenkachse (36) durch die zwei Seitenwände (314, 316) und durch den oberen Tragarm (310) des Schubblocks (40) hindurchläuft.60. Concentrating solar energy system according to claim 59, characterized in that the recess is formed by two walls (319, 316) spaced apart from one another, each of which has an at least substantially triangular shape with two sides which are at an angle to one another Form a range of at least substantially 90 °, one of these sides being attached to the parabolic mirror (10) and the other to the support structure (34) for the parabolic mirror and the pivot axis (36) through the two side walls (314, 316 ) and through the upper support arm (310) of the push block (40).
61. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der vorhergehen- den Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die im Betrieb untere Kante (12) des Parabolspiegels (10) im Bereich des Grundrahmens Aussparungen (326, 328) aufweist. Konzentrierendes Solarenergiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß deras Paraboloidspiegel (10) aus einzelnen, nicht gekrümmten trapezförmigenElementen (342, 344, 348, 350, 352 und 346) Segmenten besteht, deren Seiten gerade sind und in der Form schräg geschnitten sind, daß die aneinander gefügten Elemente die erwünschte Form des Parabolspiegels ergeben und zumindest einige der geraden Schnitte die Seitenform von jeweils zwei Elementen bilden, wodurch die aneinander gefügten Elemente die weitgehend verlustfrei aus einer Materialplatten oder Materialbahn bzw. aus einer aus Materialplatten zusammengesetzten Materialbahn schneid- barge schnitten sind.61. Concentrating solar energy system according to one of the preceding claims, characterized in that the lower edge (12) of the parabolic mirror (10) has recesses (326, 328) in the area of the base frame during operation. Concentrating solar energy system according to one of the preceding claims, characterized in that the paraboloid mirror (10) consists of individual, non-curved trapezoidal elements (342, 344, 348, 350, 352 and 346) segments, the sides of which are straight and cut obliquely in shape that the elements joined to one another give the desired shape of the parabolic mirror and at least some of the straight cuts form the side shape of two elements each, whereby the elements joined to one another can cut the largely loss-free from a material plate or material web or from a material web composed of material plates are cut.
Verwendung eines Solarspiegels als Dach und/ oder zum Ausleuchten eines sich darunter befindlichem Raums.Use of a solar mirror as a roof and / or to illuminate a room underneath.
Verfahren zur Herstellung eines angenäherten Rotationsparabloids oder eines Teils davon, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Rotationsparabloid bzw. ein Teil 10 davon aus mehreren ringförmigen bzw. teilringförmigen Bereichen (I, II, ... VI) zusammengestellt wird, daß jeder ringförmige oder teilringförmige Bereich aus mehreren ebenen Elementen zusammengesetzt wird, die inMethod for producing an approximate rotational parabloid or a part thereof, characterized in that the rotational parabloid or a part 10 thereof is composed of a plurality of annular or partially annular regions (I, II, ... VI) such that each annular or partially annular region consists of is composed of several flat elements, which in
Draufsicht vorzugsweise trapezförmig, quadratisch und/ oder dreieckig sind, daß die Elemente zumindest eines Ringes alle die gleiche Dicke haben und Seiten, die gerade sind und in der Form geschnit- ten sind, daß die aneinander gefügten Elemente die erwünschte Form des Parabolspiegels ergeben und zumindest einige der geraden Schnitte die Seitenform von jeweils zwei Elementen bilden, wobei alle Elemente eines Ringes aus einer Materialplatte oder einer kontinuierlichen Materialbahn oder aus einer aus mehreren Materialplatten zusammengestellten Materialbahn geschnitten werden. Top view are preferably trapezoidal, square and / or triangular, that the elements of at least one ring all have the same thickness and sides that are straight and cut in shape. ten are that the joined elements give the desired shape of the parabolic mirror and at least some of the straight cuts form the side shape of two elements, all elements of a ring being cut from a material plate or a continuous material web or from a material web composed of several material plates ,
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